植物耐逆性相關轉錄因子TaWRKY1及其編碼基因與應用的製作方法

2023-07-25 11:55:01 2

專利名稱：植物耐逆性相關轉錄因子TaWRKY1及其編碼基因與應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種植物耐逆性相關轉錄因子TaWRKYl及其編碼基因與應用，特別是 來源於小麥的耐逆性相關轉錄因子TaWRKYl及其編碼基因與應用。
背景技術：
環境中物理化學因素的變化，例如乾旱、鹽鹼、低溫等脅迫因素對植物的生長發育 有重要影響，嚴重時會造成農作物大規模減產，培育耐逆性作物是種植業的主要目標之一。 目前，基因工程育種已經成為增強作物耐逆性的重要方法之一。高等植物細胞有多種途徑 應答環境中的各種逆境脅迫，其中轉錄因子起著調控耐逆相關效應基因表達的作用。植物 中已經發現了多類轉錄因子與植物耐逆性相關，例如EREBP/AP2中的DREB類，bZIP，MYB等等。WRKY類轉錄因子是植物轉錄因子中的一個大家族，僅擬南芥就含有100多種WRKY 成員，所有成員均含有一個或兩個WRKY結構域，可與啟動子中的W-box結合。WRKY家族參 與植物多種生物學功能，例如對病原菌的防衛、植物衰亡、形態發生以及對非生物脅迫的應 答等。W-box存在於許多與植物防禦反應相關的基因啟動子中，介導了病原物來源的激發子 誘導的轉錄反應。病毒、細菌和真菌激發子的侵染以及信號物質如水楊酸的處理，也能夠誘 發WRKY轉錄因子的mRNA和蛋白質的合成，而且也能增強它與DNA的結合活性。W-box和 WRKY轉錄因子聯合調控其下遊基因產物從而起到保護和防衛的作用。人們相繼從不同植物 中克隆得到在逆境下起作用的WRKY轉錄因子有擬南芥AtWRKYs、菸草NtWRKYs以及馬鈴 薯StWRKY。尚未克隆小麥中與非生物脅迫相關的該類轉錄因子。

發明內容
本發明的一個目的是提供一種與植物耐逆性相關的蛋白及其編碼基因。本發明所提供的蛋白，名稱為TaWRKYl，來源於小麥，具體為如下(a)或(b)所示的 蛋白(a)由序列表中序列2所示的胺基酸序列組成的蛋白質；(b)將序列表中序列2的胺基酸序列經過一個或幾個胺基酸殘基的取代和/或缺 失和/或添加且與植物耐逆性相關的由(a)衍生的蛋白質。序列表中的序列2由318個胺基酸殘基組成，是小麥中的WRKY類轉錄因子。自 序列2的氨基末端第126-132位胺基酸殘基是保守的WRKYGQK結構，自序列2的氨基末 端第146-177位胺基酸殘基為一個鋅指結構，CTHQGCSVRKHVERASHDLKSVITTYEGKHNH其為 IaCTWD&Ib 組，保守序列為 C-X4-C-X23-HXH，與 0sWRKY34 相似。所述一個或幾個胺基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加是指在序列2的 WRKYGQK結構域和鋅指結構域外進行取代和/或缺失和/或添加所述WRKYGQK結構域為自 序列2的氨基末端第126-132位胺基酸殘基，鋅指結構域為自序列2的氨基末端第146-177
位胺基酸殘基。
為了使(a)或(b)中的蛋白便於純化，可在所述蛋白的N端或C端連接上如表1 所示的標籤。表1.標籤的序列
權利要求
一種蛋白，選自如下(a)或(b)(a)由序列表中序列2所示的胺基酸序列組成的蛋白質；(b)將序列表中序列2的胺基酸序列經過一個或幾個胺基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加且與植物耐逆性相關的由(a)衍生的蛋白質。
2.根據權利要求1所述的蛋白，其特徵在於所述一個或幾個胺基酸殘基的取代和/ 或缺失和/或添加是指在序列表中序列2的WRKYGQK結構域和鋅指結構域外進行取代和/ 或缺失和/或添加；所述WRKYGQK結構域為自序列表中序列2的氨基末端起第126-132位 胺基酸殘基；所述鋅指結構域為自序列表中序列2的氨基末端起第146-177位胺基酸殘基。
3.權利要求1或2所述蛋白的編碼基因。
4.根據權利要求3所述的編碼基因，其特徵在於所述編碼基因為如下1)或2)或3) 所示的基因1)序列表中序列1所示的DNA分子；2)在嚴格條件下與1)限定的DNA分子雜交且編碼所述植物耐逆性相關蛋白的DNA分子；3)與1)限定的DNA序列有70%以上同源性且編碼所述植物耐逆性相關蛋白的DNA分子。
5.含有權利要求3或4所述編碼基因的重組載體、重組菌、轉基因細胞系或表達盒。
6.擴增權利要求3或4所述編碼基因全長或其任意片段的引物對。
7.根據權利要求6所述的引物對，其特徵在於所述引物對為如下1)或2)或3)或4) 所示1) 一條引物的序列如序列表中序列3所示，另一條引物的序列如序列表中序列4所示；2) 一條引物的序列如序列表中序列5所示，另一條引物的序列如序列表中序列6所示；3)一條引物的序列如序列表中序列7所示，另一條引物的序列如序列表中序列8所示；4)一條引物的序列如序列表中序列9所示，另一條引物的序列如序列表中序列10所示。
8. 一種培育耐逆性植物的方法，是向植物中導入權利要求3或4中所述的編碼基因，培 育，得到耐逆性植物。
9.根據權利要求8所述的方法，其特徵在於所述耐逆性為耐低溫。
10.根據權利要求8或9所述的方法，其特徵在於所述植物為單子葉植物。
全文摘要
本發明公開了一種植物耐逆性相關轉錄因子TaWRKY1及其編碼基因與應用。該蛋白，選自如下(a)或(b)(a)由序列表中序列2所示的胺基酸序列組成的蛋白質；(b)將序列表中序列2的胺基酸序列經過一個或幾個胺基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加且與植物耐逆性相關的由(a)衍生的蛋白質。實驗證明，本發明的蛋白及其編碼基因具有提高植物抗逆性功能，轉入本發明基因的植物的抗逆性明顯高於未轉入本發明基因的植物，如轉基因擬南芥，經過低溫處理後，轉基因植物的恢復情況明顯好於未轉基因擬南芥，且存活率、抽薹率、抽薹平均長度等都較對照組有顯著提高。因此，本發明蛋白及其編碼基因在培育抗逆性植物、作物育種等領域中將有廣闊的應用前景。
文檔編號C12N15/63GK101993479SQ20091009049
公開日2011年3月30日 申請日期2009年8月13日 優先權日2009年8月13日
發明者張勁松, 張正斌, 林晴, 牛燦芳, 陳受宜, 馬彪 申請人:中國科學院遺傳與發育生物學研究所