[发明专利]一种提高小麦抗旱性的基因TaPP2C59.2及其应用

说明书

本发明公开了一种提高小麦抗旱性的基因TaPP2C59.2及其应用，该基因TaPP2C59.2的核苷酸序列如SEQIDNo.1所示。本发明的基因TaPP2C59.2包含一个长为870bp的开放阅读框，编码289个氨基酸，将小麦TaPP2C59氨基酸序列和小麦TaPP2C59.2氨基酸序列进行序列比对，二者同源性为64％。将TaPP2C59.2的序列进行进化树分析比对，发现其与水稻OsPP2C59、OsPP2C10及拟南芥AtPP2C59同源性较高，进化关系较近，但序列及结构上与TaPP2C59基因存在较大差异，TaPP2C59.2是TaPP2C59家族的另一个成员，是一个新的基因。

技术领域

本发明涉及一种提高抗旱性的基因，具体涉及一种提高小麦抗旱性的基因TaPP2C59.2及其应用。

背景技术

干旱作为一种非生物胁迫因素，严重制约世界农业生产的发展，加强区域重要农作物小麦的耐旱机理研究非常重要，通过遗传改良提高小麦耐旱能力是缓解干旱胁迫最为有效的技术手段。

脱落酸(ABA)在植物响应逆境胁迫的过程中扮演着重要角色，它通过调控植物生长发育、气孔开闭、水分流失来响应干旱等极端气候的不良胁迫。蛋白磷酸酶2C(typeprotein phosphatase 2C，PP2C)是一种依赖Mg2+或Mn2+的单体Ser/Thr蛋白磷酸酶，拥有高度保守的C端结构域具备特殊的理化性质，在植物生长发育、种子休眠和萌发等信号通路中起着关键性作用。PP2C参与植物非生物胁迫的响应过程，是连接ABA受体和下游蛋白激酶的重要元件，ABA通过调节PP2C的活性进而调控整个ABA信号通路。研究小麦PP2C家族特异亚族的基因功能及其响应小麦干旱胁迫的机制，发掘优异等位变异，开发功能标记，将有效丰富小麦耐旱基因资源，促进小麦抗逆分子育种的发展，对于保障国家粮食安全具有重要意义。

蛋白磷酸酶2C是连接ABA受体PYL/PYR/RCAR和下游蛋白激酶SnRK2的重要元件，通过调节PP2C磷酸酶的活性进而调控整个ABA信号通路，在植物逆境信号传递过程中发挥重要作用(植物蛋白激酶介导的非生物胁迫和激素信号转导途径的研究进展。植物遗传资源学报，2017,018(002):358-366.2017)。在拟南芥中ABI1、ABI2、AHG1、AHG3/At、PP2CA、HAB1及HAB2等PP2C类蛋白属于A亚族，对ABA信号起负调控作用(The Arabidopsis kinase-associated protein phosphatase KAPP,interacting with protein kinases SnRK2.2/2.3/2.6,negatively regulates abscisic acid signaling.Plant molecular biology,2020,102,199-212)，且这些基因存在功能冗余。还有一些A亚类PP2C磷酸酶的表达受ABA诱导，并能够与蛋白激酶SnRK2互作(Protein phosphatase type 2C PP2CA together withABI1 inhibits SnRK2.4 activity and regulates plant responses tosalinity.Plant signaling,2016,11(12),e1253647)。Xiang等(Deletion of anendoplasmic reticulum stress response element in a ZmPP2C-A gene facilitatesdrought tolerance of maize seedlings.Molecular Plant,2017,10(3),456-469)发现，敲除起负调控作用的干旱响应基因PP2C-A10内质网应激反应元件后玉米抗旱能力得到了明显提升。干旱胁迫也可以迅速诱导水稻中PP2C家族OsPP108基因的表达，在拟南芥中超表达该基因后，植株幼苗期间对干旱和盐胁迫表现出了明显的抗性(ABA inducible riceprotein phosphatase 2C confers ABA insensitivity and abiotic stress tolerancein Arabidopsis.PloS one,2015,10(4),e0125168)PP2C在植物响应干旱胁迫信号传递过程中发挥重要作用。这些研究为通过基因工程或其它方法提高小麦抗旱性、改善品质、提高粒重奠定了坚实的基础。