[发明专利]提高桑树抵御干旱胁迫的NCED基因及其构建和用途

说明书

本发明公开了提高桑树抵御干旱胁迫的NCED基因，所述NCED基因为如下(a)、(b)、(c)或(d)的碱基序列：(a)如SEQ ID NO:1所示；(b)如SEQ ID NO:2所示；(c)编码如SEQ ID NO:3或4所示的氨基酸序列的核苷酸序列；(d)在严谨杂交条件下与(a)或(b)限定的核苷酸序列杂交的核苷酸序列。本发明还公开了重组载体、宿主细胞和构建方法、桑树NCED基因于提高桑树抵御逆境胁迫、桑树抗旱新品种的培育和/或科学研究中的用途。本发明为研究桑树ABA代谢合成机制奠定基础，为通过基因工程调控植物体内ABA的代谢和积累提供基因源，从而为提高桑树的抗旱性提供一个理论基础。

技术领域

本发明属于基因工程领域，涉及一种提高桑树抵御干旱胁迫的NCED基因及其构建和用途。

背景技术

桑树(Morus L.)是重要的经济作物，属于桑科桑属，在我国不同地方均有种植。桑树是一种重要的经济作物，桑叶不仅用于养蚕，桑树中还含有很多有益成分，如酚类物质、生物碱、多糖等。桑树中的DNJ和多糖都有降血糖的功能。不仅如此，桑树还是重要的生态林树种，能在干旱和盐碱地区种植，从而可以用于石漠化和盐碱化土地的治理，同时还能用于重金属污染土壤的修复，所以提高桑树对干旱胁迫的耐受力具有重要意义。

类胡萝卜素是广泛分布于自然界的一种色素，同时也是合成多种活性物质的前体，而类胡萝卜素裂解双加氧酶(carotenoid cleavage dioxygenases，CCDs)在这个过程中起到了重要作用。CCDs家族包括CCDs和9-顺式环氧类胡萝卜素双加氧酶基因(9-cis-epoxycarotenoid dioxy genase，NCEDs)两个亚家族。在拟南芥中，CCDs家族共含有9个基因，其中5个属于NCEDs亚家族，参与裂解9一顺式一类胡萝卜素最终形成ABA；另外4个(AtCCDl，AtCCD4，AtCCD7和AtCCD8)则属于CCDs亚家族，参与多种类胡萝卜素的裂解。

脱落酸(abscisic acid，ABA)是一类重要的植物激素，研究表明它不仅与果实的成熟和衰老有着密切的关系，也在植物对抗干旱胁迫过程中起着重要作用。有学者认为高等植物主要通过2个途径合成ABA，分为直接途径和间接途径。在间接途径合成脱落酸的过程中NCED起着重要作用。首先玉米黄素(C40类胡萝卜素)在玉米黄质环氧化酶(ZEP)的催化作用下，经过两步环氧化作用生成全反式紫黄质。全反式紫黄质可在β一胡萝卜素羟化酶作用下经过多次反应转化成9一顺式一紫黄质和9一顺式一新黄质，再经NCED于11，12和11'，12'双键处裂解形成C15黄质醛，黄质醛再经短链脱氢酶(ABA2)催化形成ABA醛，ABA醛再经脱落酸醛氧化酶(AAO)作用最终产生脱落酸。

胡萝卜素裂解后的主要产物有脱落酸，而脱落酸参与了植物抵御逆境胁迫的过程，了解NCED基因的功能对进一步探索类胡萝卜素裂解在植物抵御逆干旱胁迫过程中的作用尤为重要。而桑树中的类胡萝卜素裂解双加氧酶基因的功能还没有被鉴定，所以研究桑树类胡萝卜素裂解双加氧酶的功能是将来培育桑树抗旱品种的理论基础。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供提高桑树抵御干旱胁迫的NCED基因。

本发明再有一个目的是提供提高桑树抵御干旱胁迫的NCED重组载体的构建方法。

本发明另有一个目的是提供桑树NCED基因于提高桑树抵御逆境胁迫、桑树抗旱新品种的培育和/或科学研究中的用途。

为此，本发明提供的技术方案为：

提高桑树抵御干旱胁迫的NCED基因，所述NCED基因为如下(a)、(b)、(c)或(d)的碱基序列：

(a)如SEQ ID NO:1所示；

(b)如SEQ ID NO:2所示；