[发明专利]BMDR蛋白及其编码基因在调控植物抗旱性中的应用

说明书

本发明涉及植物基因工程技术领域，具体涉及BMDR蛋白及其编码基因在调控植物抗旱性中的应用。本发明发现玉米BMDR基因正调控植物抗旱性，通过提高BMDR基因的表达量，能够有效提高植物的抗旱性。本发明构建了BMDR过表达转基因玉米植株，该植株在干旱条件下的生长情况明显优于野生型玉米植株，叶片萎蔫程度明显降低；且蒸腾速率和气孔导度均明显低于野生型玉米植株，有效减少了植物的水分流失，抗旱性显著提高。BMDR的抗旱功能的发现为培育抗旱植物新品种提供了新的基因靶点和资源，为阐明小肽在植物干旱逆境信号应答中的分子机制提供了理论依据。

技术领域

本发明涉及植物基因工程技术领域，具体涉及BMDR蛋白及其编码基因在调控植物抗旱性中的应用。

背景技术

干旱是制约农业发展的重要环境因素之一。玉米作为三大粮食作物之一，最初生长在高温多湿的热带地区，需水量较多，因此耐旱性不强。除了生物胁迫中的病虫害胁迫，干旱胁迫对玉米等农作物造成的损失最为严重，在所有非生物胁迫中居首位。培育抗旱新品种是提高干旱条件下作物产量和质量的有效手段。杂交和优质性状筛选作为传统育种方式具有稳定和安全等显著优势，但育种周期较长。随着分子生物学的发展，通过基因工程手段对基因组进行改造，提高植物的抗逆性，已成为分子育种的发展方向之一。发现参与植物代谢或胁迫应答过程的基因，并将其进行过表达或突变，提高作物抗逆性，是分子育种的常用手段，对提高作物在逆境下的产量和品质有重要意义。随着玉米资源的不断开发，更多具有高转化效率的自交系被应用到遗传改良中，为开发优质玉米新品种提供了技术保证，有助于提高逆境下的玉米产量和品质。

细胞与细胞间的信息交流在植物生命周期的许多过程都发挥着至关重要的作用。除植物激素与第二信使外，植物小肽也可参与植物细胞间的信号传递，从而影响植物的生长发育与抗逆性。植物小肽约10-80个氨基酸不等，大多富含半胱氨酸，大部分是分泌到细胞外发挥作用，且需要经过翻译后修饰。经典的植物小肽包括番茄中调节植物损伤修复的系统素，影响拟南芥顶端分生组织发育的CLVATA3，以及影响拟南芥气孔发育的EPFs。近年来，有文章报道CLE家族基因可影响拟南芥的抗旱性，CLEs家族基因编码一类植物分泌型小肽。目前绝大多数的植物小肽的功能仍然未知。

发明内容

为解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供BMDR蛋白及其编码基因在调控植物抗旱性中的应用。

本发明通过转基因过表达了玉米中的1000多个基因，获得了5000多个转基因玉米株系，对这些植株进行干旱处理，观察抗旱表型，其中，过表达BMDR基因的玉米植株具有优异的抗旱性能。BMDR基因正调控玉米的抗旱性，通过转基因过表达提高BMDR基因的表达量，能够显著增强植物的抗旱性。

具体地，本发明的技术方案如下：

第一方面，本发明提供BMDR蛋白、其编码基因或含有其编码基因的生物材料在调控植物抗旱性中的应用。

第二方面，本发明提供BMDR蛋白、其编码基因或含有其编码基因的生物材料在调控植物在干旱条件下的生长和/或存活率中的应用。

第三方面，本发明提供BMDR蛋白、其编码基因或含有其编码基因的生物材料在调控植物蒸腾速率或气孔导度中的应用。

第四方面，本发明提供BMDR蛋白、其编码基因或含有其编码基因的生物材料在植物抗旱性遗传育种中的应用。

第五方面，本发明提供BMDR蛋白、其编码基因或含有其编码基因的生物材料在植物种质资源改良中的应用。

优选地，上述应用中，通过提高所述植物中所述BMDR蛋白的表达量和/或活性，提高所述植物的抗旱性，或者提高所述植物在干旱条件下的生长和/或存活率。

提高所述植物中所述BMDR蛋白的表达量可通过在所述植物中过表达所述BMDR蛋白的编码基因实现。

本发明中，所述BMDR蛋白具有如下任一种氨基酸序列：