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申请/专利权人：河南农业大学

摘要：本发明公开了一种玉米腺苷酸环化酶ZmRPP13‑LK3、其编码基因及其应用，旨在解决高温胁迫伤害的技术问题。本发明筛选一种玉米腺苷酸环化酶ZmRPP13‑LK3，其氨基酸序列如SEQIDNO.1所示，并将该腺苷酸环化酶在玉米抵制高温胁迫伤害中的应用；设计一种编码玉米腺苷酸环化酶ZmRPP13‑LK3的基因，其核苷酸序列如SEQIDNO.2所示，并将该基因在玉米高温抵制调控和耐高温玉米育种中应用。本发明首次筛选出了玉米中抵抗高温胁迫的苷酸环化酶ZmRPP13‑LK3及其编码基因，探明了部分玉米高温胁迫伤害作用机制，为玉米生产中解决高温胁迫伤害提供了新的思路，为玉米抗高温胁迫育种提供了新的技术基础。

主权项：1.氨基酸序列如SEQIDNO.1所示的玉米腺苷酸环化酶ZmRPP13-LK3在玉米抵制高温胁迫伤害中的应用。

全文数据：玉米腺苷酸环化酶ZmRPP13-LK3、其编码基因及其应用技术领域本发明涉及分子生物学技术领域，具体涉及一种玉米腺苷酸环化酶ZmRPP13-LK3、其编码基因及其应用。背景技术近年来，随着大气中CO2等温室气体浓度不断的升高而导致全球气候变暖加剧。而全球气候变暖趋势的愈加明显，高温对农作物的生长发育和产量的影响也愈加严重。尤其是夏季高温，对绿色农作物影响较大，长时间的高温胁迫会影响到农作物的形态、生理结构，以及植株体内的细胞光合作用。禾谷类作物获得高产量的适宜温度一般在20～30℃。在我国粮食作物占据重要地位的玉米就是一种喜温作物，温度对其生长发育以及生理起着重要作用。适宜的温度可以促进玉米的正常生产，但如果夏季高温超过其适宜的范围，所形成的高温胁迫就会成为其新陈代谢、光合作用的严重障碍。在我国实际的玉米生产中，玉米生殖生长期经常遇到32℃以上的高温；而在世界主要玉米产区，高温也是一个常见的非生物胁迫，是玉米产量降低的主要原因之一。为解决高温对玉米生长所造成的高温胁迫伤害的问题，目前多采用的技术途径是选育耐高温玉米新品种，即将玉米的丰产性和抗热性结合起来统筹考虑，以选育出集丰产、耐热于一体的优良玉米品种。虽然取得了一定的研究成果，但是该方法需要筛选积累大量的种质资源，耗时耗力，需要长期的研究和大量持续的资金投入，而且进展较为缓慢，满足不了当前玉米种植产业的迫切的需要。而要从根源上解决玉米高温胁迫伤害的问题，需要加强玉米高温胁迫分子生物学方面的研究。但是目前为止，尚缺乏高温胁迫对不同基因型的玉米响应的生理机制的深入了解和掌握。因此，亟待研究能够响应高温胁迫的作用机理及其中的关键反应酶，以期为玉米抗高温胁迫育种提供新的技术支撑。发明内容本发明要解决的技术问题是提供一种玉米腺苷酸环化酶ZmRPP13-LK3、其编码基因及其应用，以期从分子生物学层面探明玉米高温胁迫伤害作用机制、进而从基因调控、分子育种等方面探求解决玉米受高温胁迫伤害的技术问题。为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：筛选出一种玉米腺苷酸环化酶ZmRPP13-LK3，其氨基酸序列如SEQIDNO.1所示，所述序列具有保守的ATP结合位点和AC催化中心基序。所述玉米腺苷酸环化酶ZmRPP13-LK3能够在玉米抵制高温胁迫伤害中进行应用。编码所述玉米腺苷酸环化酶ZmRPP13-LK3的基因，其核苷酸序列如SEQIDNO.2所示。编码玉米腺苷酸环化酶ZmRPP13-LK3的基因能够在玉米高温抵制调控中进行应用。为减少高温诱导的HSP基因表达，并抑制高温诱导的H2O2和MDA含量的增加，在玉米中过表达所述编码玉米腺苷酸环化酶ZmRPP13-LK3的基因。所述编码玉米腺苷酸环化酶ZmRPP13-LK3的基因还可以在耐高温玉米（基因工程）育种中应用。与现有技术相比，本发明的有益技术效果在于：1.本发明首次筛选并验证了玉米中抵抗高温胁迫的功能基因及其表达的玉米腺苷酸环化酶ZmRPP13-LK3，具有重要的应用价值。2.本发明研究探明了部分玉米高温胁迫伤害作用机制，为玉米生产中解决高温胁迫伤害、选育耐高温新品种提供了新的思路及技术途径。3.本发明研究验证了高温胁迫的部分作用机理及其中的关键反应酶，为玉米抗高温胁迫育种提供了新的技术途径。附图说明图1为ZmRPP13-LK3蛋白结构以及活性位点预测图。图2为原生质体瞬时干扰处理后模拟高温胁迫cAMP的含量测定图；其中，CK为对照；H为原生质体高温胁迫处理；PEG+H为原生质体转化蒸馏水后高温胁迫处理；ds-PSIP+H为原生质体经转化dsPSiP之后高温胁迫处理；ds-RPP13-LK3+H为原生质体经转化dsRPP13-LK3之后高温胁迫处理；平均值为±SEn=6，同一字母表示的均值在P河南农业大学玉米腺苷酸环化酶ZmRPP13-LK3、其编码基因及其应用20182PatentInversion3.21833PRTZeamays1MetSerLysTyrAlaCysPheProIleTyrLeuThrArgLeuHisLys151015LeuGlySerArgIleAspSerThrGluGluArgMetLysLysLeuPhe202530GlyAspPheGluLysPheAsnIleAlaAlaAsnAlaIleAlaGluGlu354045ProArgArgTyrIleThrGluAspAspAspIleArgHisArgArgLeu505560ValHisProAsnSerGlyAspGlnValGlyValIleGlyPheAspGlu65707580GlnIleLysGlnIleGluTyrAspLeuLeuAspThrLysAsnArgHis859095LeuThrValValSerIleValGlyProGlyGlyAlaGlyLysSerThr100105110MetAlaLysLysValTyrSerLeuProAlaValLysGlyHisPheLys115120125ValHisCysTrpLeuThrValSerGlnArgAlaValAlaThrHisAsp130135140PheLeuLysGluValValLysMetValValProSerHisLeuMetLys145150155160ValMetValLeuArgValMetGlyAspValLysValLysLysValAsp165170175AsnAlaArgLysMetMetThrGluLysGluGluLysLysIleTrpGlu180185190AspGlnLysAlaLysGluLeuGluGluAlaLysGluLeuAspLysLeu195200205GluGluHisGluValLysLysLeuLeuHisGluPheAlaLeuSerGln210215220ArgTyrLeuIleValLeuAspAspIleTrpSerLysAspAlaTrpAsp225230235240AlaIleLysHisAlaPheProAsnGlnLysAsnGlySerArgIleIle245250255LeuThrThrArgAsnValAspValAlaLysLeuProGlyAlaArgLys260265270LysIleTyrArgProLysLeuLeuAsnGluAspGluSerThrGlnLeu275280285LeuLeuThrThrAlaLeuProGluTyrIleLeuAspGlyGlyGlnAsn290295300LeuAspGluLeuLysGluLeuGlyLysGluLeuAlaIleLysCysGly305310315320GlyLeuProLeuAlaLeuIleValLeuGlyGlyTyrLeuSerArgAsn325330335LeuAspValGlyGluTrpLysArgLeuLeuThrAsnSerMetAspTrp340345350HisAspLeuIleThrSerAspArgValIleGlyAlaIleLeuAspLeu355360365SerTyrTyrAspMetProSerHisLeuArgSerCysPheMetTyrThr370375380ThrAlaPheProGluAspSerProIleAspValArgValLeuAlaMet385390395400LeuTrpIleAlaGluGlyPheIleProLeuValArgGlyGlnThrArg405410415GluLysValAlaLeuLysTyrValAlaGluLeuValGlnArgCysMet420425430IleGlnAlaGluGlyTrpThrAsnSerGlyMetIleLysValValLys435440445ValHisAspIleLeuArgGluTrpGlyPheGlyArgAlaGlnArgGlu450455460GlyPheMetLysAspCysHisSerAlaGluAspIleGluValAlaTyr465470475480SerGlyGluGluMetMetLysAlaTyrArgValValLeuHisSerSer485490495LeuSerLeuGluArgGlyValGlyThrThrThrArgLysLeuArgThr500505510LeuLeuAspPheAsnAsnHisThrSerValGlnValProLysSerPhe515520525GlnGlyLeuArgValLeuHisLeuAsnCysSerGlyGluValSerLeu530535540ProLysAspIleHisGlnMetArgTyrLeuArgTyrLeuGlyLeuGly545550555560GlyAsnCysSerTyrAspLeuProSerAsnIleGlyGlyLeuLeuSer565570575LeuGluThrLeuTyrCysThrAlaSerIleAspHisIleProAlaSer580585590LeuTrpArgAsnArgThrLeuArgGlnValHisIleProTyrAlaArg595600605SerLeuSerSerProGlnIleGlySerGlnSerSerLysValLeuVal610615620IleLeuValAspCysGlySerSerThrHisMetAspAspAlaLysArg625630635640IleValGluLysThrArgArgGlnValLeuArgAsnLysAsnLeuAsp645650655LeuSerPheCysLeuGlyValGluTyrGlyLysTyrGlyMetGluVal660665670IleGlyArgCysAsnThrGlyValGlnPheProIleAspLeuLeuAsn675680685PheAspGluThrHisAspTyrTrpGluLeuLysIleCysCysAlaAsn690695700LeuLeuSerAsnAspHisLysIleLeuGluLeuGlyArgIleLysAsn705710715720LeuLysValLeuGluIleGlyGluGlnSerTyrThrGlyLysValMet725730735ValPheProSerGlySerPheMetThrLeuGluArgLeuValLeuTyr740745750AspLeuAlaValGluLysTrpLysIleGluCysGlySerMetIleCys755760765LeuArgValLeuThrLeuCysLysCysProLysLeuValHisLeuPro770775780GluGluLeuLeuArgLeuProLysLeuArgSerLeuAlaLeuIleAla785790795800MetProLeuGlyCysTyrGlnLysGlyGluValProGlnGlyValLys805810815IleSerGluSerAspAspGluLysValPheGlnHisLeuProIleTrp820825830Arg22502DNAZeamays2atgtccaaatatgcttgcttccccatatacctcactcgtctccacaagctgggatcaagg60atagattcaactgaagaaaggatgaaaaaacttttcggcgactttgagaaattcaacatc120gctgctaatgcaattgcagaagaaccacggcgttacatcaccgaggatgatgacattcgg180cataggcgattggttcatcccaactcgggtgatcaagttggtgtcattgggtttgatgag240cagattaaacagatcgagtatgacttgctagacacaaagaacaggcacctaaccgttgtt300tccattgtaggtcccggtggggcaggcaaatcaacaatggctaa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权利要求：1.氨基酸序列如SEQIDNO.1所示的玉米腺苷酸环化酶ZmRPP13-LK3在玉米抵制高温胁迫伤害中的应用。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述氨基酸序列具有保守的ATP结合位点和AC催化中心基序。3.核苷酸序列如SEQIDNO.2所示的编码玉米腺苷酸环化酶ZmRPP13-LK3的基因在玉米高温抵制调控中的应用。4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，在玉米中过表达编码玉米腺苷酸环化酶ZmRPP13-LK3的基因。5.核苷酸序列如SEQIDNO.2所示的编码玉米腺苷酸环化酶ZmRPP13-LK3的基因在耐高温玉米育种中的应用。

百度查询： 河南农业大学 玉米腺苷酸环化酶ZmRPP13-LK3、其编码基因及其应用