專利名稱：一種植物抗旱、耐鹽相關(guān)蛋白ErABF1及其編碼基因和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基因工程領(lǐng)域，具體地，本發(fā)明涉及一種植物抗旱、耐鹽相關(guān)蛋白 ErABFl及其編碼基因和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
干旱、鹽堿等非生物逆境是影響農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)的主要限制因素。據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界 干旱、半干旱區(qū)及鹽堿地面積約占陸地面積的40. 6%。在我國(guó)每年干旱對(duì)小麥等糧食作物 造成減產(chǎn)約800億公斤，約5億多畝的鹽堿地有待開墾利用。因此，如何減少糧食產(chǎn)量的損 失，提高干旱、鹽堿地的土地利用率，增強(qiáng)農(nóng)作物的抗逆性已成為目前農(nóng)業(yè)糧食生產(chǎn)亟待解 決的難題。研究表明，植物的耐旱、耐鹽性大多屬于多基因控制的復(fù)雜數(shù)量性狀，利用常規(guī)方 法改良作物的抗逆性受到周期長(zhǎng)、優(yōu)異種質(zhì)資源缺乏的限制。目前，利用生物技術(shù)手段已 將許多與抗旱、耐鹽相關(guān)基因轉(zhuǎn)化到作物中，轉(zhuǎn)基因植株的抗逆性得到顯著提高。如將膽 堿脫氫酶基因BetA轉(zhuǎn)化到煙草中，獲得了耐鹽、耐低溫的表型(Lilius et al.，1996)。將 大麥HVAl基因?qū)胨?，提高了轉(zhuǎn)基因水稻的耐旱性(Casaretto et al.，2003)。將煙草 Mn-SOD基因轉(zhuǎn)入苜蓿中，增強(qiáng)了轉(zhuǎn)基因苜蓿的耐旱性及存活率(McKersie et al.，1999)。 然而，植物對(duì)干旱、高鹽等非生物逆境脅迫耐性受多基因控制，導(dǎo)入單個(gè)功能基因不能起到 有效增強(qiáng)植物抗逆性的目的。因此，從改良或增強(qiáng)一個(gè)關(guān)鍵的轉(zhuǎn)錄因子基因著手是提高作 物抗逆性的更為有效的方法和途徑(劉強(qiáng)等，2000)。bZIP(basic leucine zipper)轉(zhuǎn)錄因子蛋白是真核生物轉(zhuǎn)錄因子中分布最廣泛、 最保守的一類蛋白，主要參與種子貯藏基因的表達(dá)、光形態(tài)的發(fā)生以及器官建成的控制， 還參與植物對(duì)脫落酸、光周期和發(fā)育中各種信號(hào)的反應(yīng)(Finkelstein et al.，2002)。目 前，根據(jù)擬南芥bZIP轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)構(gòu)差異，可將其劃分為10個(gè)亞族。其中，A亞族成員包 括ABF1、ABF2、ABF3、ABF4等，主要參與調(diào)節(jié)ABA、干旱、高鹽、低溫、熱、氧化脅迫逆境應(yīng)答 反應(yīng)，在提高植物的抗逆性中起著至關(guān)重要的作用(Choi et al.，2000 ；Uno et al.，2000 ； Jakoby et al. ,2002 ；Kang et al.，2002)。ABF2過表達(dá)的轉(zhuǎn)基因擬南芥，比野生型增強(qiáng) 了干旱及氧化脅迫耐性(Kim et al. ,2004a ；Fujita et al. ,2005) 轉(zhuǎn) ABF3、ABF4 基因 的擬南芥對(duì)低溫、熱、氧化脅迫的耐性比野生型擬南芥明顯增強(qiáng)(Kim et al., 2004b) 0在 農(nóng)作物中，抗逆相關(guān)的bZIP轉(zhuǎn)錄因子基因已被分離，如玉米的ABP9 (王磊等，2002)、大麥 ^ HvAB15 (Xu et al.，1996)、水稻的 TRABl (Hobo et al. , 1999 ；Kagaya et al. ,2002) > 0sbZIP23> 0sbZIP72(Xiang et al. ,2008 ；Lu et al. ,2009) > OsAREBl (Jin et al., 2010)、大豆的 GmbZIP44、GmbZIP 132(Liao et al. ,2008a ；Liao et al.，2008b)、番茄的 SlAREB(Hsieh et al. ,2010)等，這些基因的過表達(dá)能夠有效增強(qiáng)轉(zhuǎn)基因植株對(duì)干旱、鹽堿 等的非生物逆境脅迫耐性。因此，分離、挖掘新的、具有重要應(yīng)用價(jià)值的抗逆相關(guān)bZIP轉(zhuǎn)錄因子基因?qū)τ诟?良、提高作物的抗逆性至關(guān)重要。本研究以抗旱、耐鹽性極強(qiáng)的小麥野生近緣屬物種新疆偃麥草為實(shí)驗(yàn)材料，分離、獲得了抗逆相關(guān)bZIP轉(zhuǎn)錄因子基因，并將其構(gòu)建植物表達(dá)載體利 用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化煙草(W38)，通過對(duì)轉(zhuǎn)基因煙草植株進(jìn)行耐旱、耐鹽性鑒定，初步明確該基因 的功能，為小麥抗旱、耐鹽轉(zhuǎn)基因新種質(zhì)、新材料的創(chuàng)制提供重要的候選基因資源，同時(shí)也 為小麥抗逆基因工程育種提供重要的理論依據(jù)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種植物抗旱、耐鹽相關(guān)蛋白ErABFl。本發(fā)明的再一目的是提供編碼上述植物抗旱、耐鹽相關(guān)蛋白ErABFl的編碼基因。本發(fā)明的另一目的是提供包含上述基因的重組載體。本發(fā)明的另一目的是提供包含上述基因的轉(zhuǎn)基因細(xì)胞系。本發(fā)明的另一目的提供上述植物抗旱、耐鹽相關(guān)蛋白ErABFl的應(yīng)用。本發(fā)明所提供的抗旱、耐鹽相關(guān)蛋白ErABFl，來源于抗旱、耐鹽性較強(qiáng)的新疆偃麥 草(Elytrigria repens L.)，氨基酸序列如 SEQ ID NO. 1 所示?？购?、耐鹽相關(guān)蛋白ErABFl由352個(gè)氨基酸殘基組成，是bZIP類轉(zhuǎn)錄因子。自 序列1的氨基末端第271-331位氨基酸殘基是保守的bZIP結(jié)構(gòu)，自序列1的氨基末端第 275-283位氨基酸殘基為核定位序列。SEQ ID NO.]L
MDFREEQERISSSSSRCADD AAALTRQRSSVYSLTFDEFQSALDEPGKDF
GSMNMDELLR60
NIRTAEESQAIGAGPNATSA SAAGPDHGGIQRQGSLTLPRTLSQKTVDEV
WRDMMFFGGP120
SASASTAAEAPPPAQRQQTL GEVTLEEFLVRAGVVREDMPGPPPVSPAPV
AQAPPPQPQM180
LFPQSNMFAPMVSPLSLANG LMTGPFGQGGGGGGGAATMVSPSPTGRPVM
SNGFGKVEGL240
NLSSLSPPPMPYVFNGGLRG RKPPAMEKVVERRQRRMIKNRESAARSRQR
KQSYMMELET300
EVAKLKERNEELQRKQAEIL ERQKNEVFEKVTRQAGPTSKRIRLRRTLTGPff
352
為了使蛋白ErABFl便于純化，可在由SEQ ID NO. 1所示的氨基菌δ序列組成的蛋白
質(zhì)的氨基末端或羧基末端連接上如表1所示的標(biāo)簽。表1標(biāo)簽的序列
權(quán)利要求
1.一種植物抗旱、耐鹽相關(guān)蛋白ErABFl，其特征在于，其氨基酸序列如SEQ ID NO. 1所7J\ ο
2.一種植物抗旱、耐鹽相關(guān)基因，其特征在于，編碼權(quán)利要求1所述的植物抗旱、耐鹽 相關(guān)蛋白ErABFl。
3.如權(quán)利要求2所述的植物抗旱、耐鹽相關(guān)基因，其特征在于，其堿基序列如SEQID NO. 2所示。
4.包含權(quán)利要求2或3所述植物抗旱、耐鹽相關(guān)基因的重組載體。
5.包含權(quán)利要求2或3所述植物抗旱、耐鹽相關(guān)基因的轉(zhuǎn)基因細(xì)胞系。
6.權(quán)利要求1所述植物抗旱、耐鹽相關(guān)蛋白ErABFl的應(yīng)用。
7.權(quán)利要求2或3所述植物抗旱、耐鹽相關(guān)基因的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及基因工程領(lǐng)域，具體地，本發(fā)明涉及一種植物抗旱、耐鹽相關(guān)蛋白ErABF1及其編碼基因和應(yīng)用。所述蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示，基因序列如SEQ ID NO.2所示。本發(fā)明的抗旱、耐鹽相關(guān)蛋白及其編碼基因?qū)Ω牧?、增?qiáng)煙草抗逆性，提高產(chǎn)量、加速抗逆分子育種進(jìn)程，以及有效節(jié)省水資源具有十分重要的理論和實(shí)際意義。
文檔編號(hào)C12N1/21GK102140133SQ20101061855
公開日2011年8月3日 申請(qǐng)日期2010年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月22日
發(fā)明者唐益苗, 張立平, 張風(fēng)廷, 楊穎 , 趙昌平, 馬錦繡, 高世慶 申請(qǐng)人:北京市農(nóng)林科學(xué)院