[發(fā)明專利]一種植物抗旱、耐鹽相關(guān)蛋白EeNAC9及其編碼基因和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110063345.8
• 申請(qǐng)日: 2011-03-16
• 公開（公告）號(hào): CN102146127A
• 公開（公告）日: 2011-08-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高世慶;趙昌平;王永波;唐益苗;張風(fēng)廷;徐蓓;陳京瑞;柳珊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京市農(nóng)林科學(xué)院
• 主分類號(hào): C07K14/415
• 分類號(hào): C07K14/415;C12N15/29;C12N15/63;C12N5/10;A01H5/00
• 代理公司: 北京法思騰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11318
• 代理人: 高宇;楊小蓉

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EeNAC9及其編碼基因和應(yīng)用。

背景技術(shù)

小麥作為我國重要的糧食作物之一，在國民經(jīng)濟(jì)中占有非常重要的地位。然而，每年因干旱、鹽堿等逆境脅迫條件對(duì)我國小麥造成的減產(chǎn)約800億公斤，嚴(yán)重影響著小麥的產(chǎn)量和品質(zhì)，制約著我國小麥糧食安全。

隨著現(xiàn)代分子生物學(xué)的發(fā)展，利用基因工程技術(shù)從分子水平上深入研究植物與非生物逆境之間的關(guān)系，揭示植物對(duì)逆境脅迫信號(hào)傳導(dǎo)及基因表達(dá)調(diào)控分子機(jī)理，為培育作物抗逆新種質(zhì)提供了理論基礎(chǔ)。近年來，通過轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)構(gòu)與功能分析來鑒定、闡明各種條件下基因表達(dá)調(diào)控的機(jī)理得到了廣泛關(guān)注(劉強(qiáng)等，2000)。Yamaguchi-Shinozaki等人的研究結(jié)果表明：利用rd29A啟動(dòng)子啟動(dòng)AtDREB1A基因的表達(dá)，能夠有效提高農(nóng)作物(小麥)對(duì)干旱、高鹽和低溫的抗性(Yamaguchi-Shinozaki?et?al.，2002；Pellegrineschi?et?al.，2004)。GmDREB3基因的超量表達(dá)能提高轉(zhuǎn)基因擬南芥和煙草植株對(duì)干旱和低溫脅迫的耐性(Chen?et?al.，2007)。將棉花GhDREB基因轉(zhuǎn)化小麥，轉(zhuǎn)基因小麥的耐旱、耐鹽性得到明顯提高(Gao?et?al.，2009)。

NAC轉(zhuǎn)錄因子是新發(fā)現(xiàn)的具有多種生物功能的植物特異轉(zhuǎn)錄因子。1996年Aida等首先發(fā)現(xiàn)在矮牽牛NAM基因，擬南芥ATAF1/2和CUC2基因編碼的蛋白N端包含一個(gè)保守的氨基酸序列，約包含150個(gè)氨基酸殘基，C端為高度變異的轉(zhuǎn)錄調(diào)控區(qū)，CUC2基因的功能類似于NAM基因，與植物的發(fā)育相關(guān)；ATAF1/2基因與植物逆境應(yīng)答相關(guān)，取三基因首字母名為NAC(Aida?et?al.，1997)。NAC轉(zhuǎn)錄因子可與MYC-like元件結(jié)合，該元件的核心序列(CATGTG)在擬南芥ERD1干旱誘導(dǎo)反應(yīng)應(yīng)答過程中起重要作用(Olsen?et?al.，2005)。作為一種重要的調(diào)控因子，NAC轉(zhuǎn)錄因子參與調(diào)節(jié)植物的生長發(fā)育、激素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)等各種重要的生理活動(dòng)。此外，NAC類轉(zhuǎn)錄因子也受多種生物脅迫和非生物脅迫的誘導(dǎo)表達(dá)，參與植物的逆境脅迫應(yīng)答反應(yīng)。目前，已從擬南芥、水稻、油菜、番茄、玉米、花生等植物中分離鑒定了許多與抗逆相關(guān)的NAC類轉(zhuǎn)錄因子基因。

擬南芥的ANAC019、ANAC055和ANAC072基因表達(dá)受干旱、高鹽和ABA的誘導(dǎo)，超量表達(dá)能顯著增強(qiáng)轉(zhuǎn)基因植株的耐旱能力。擬南芥ATAF1基因在干旱和ABA誘導(dǎo)下具有活性，但水脅迫情況下受到抑制，說明ATAF1在抗旱反應(yīng)起著重要的作用，當(dāng)通過T-DNA插入敲除ATAF1基因，突變體ataf1-1和ataf1-2表現(xiàn)了比野生型的抗旱能力提高了7倍，這些結(jié)果表明：ATAF1對(duì)干旱脅迫具有負(fù)向調(diào)控作用(Satoh?et?al，2003)。Tadashi等(Tadashi?et?al，2008)在水稻中鑒定了一個(gè)抗旱、耐鹽基因SNAC1，干旱脅迫可誘導(dǎo)水稻氣孔保衛(wèi)細(xì)胞SNAC1基因特異表達(dá)，促進(jìn)氣孔關(guān)閉，因而，過量表達(dá)SNAC1基因的轉(zhuǎn)基因水稻植株抗旱性、耐鹽性明顯增強(qiáng)。此后，在水稻IRAT109中分離到一個(gè)NAC基因SNAC2，Northern-blot啟動(dòng)子活性分析證實(shí)SNAC2受干旱、高鹽、低溫、ABA誘導(dǎo)表達(dá)，野生型與SNAC2過表達(dá)轉(zhuǎn)基因植株同在4-8℃下低溫處理5天后，野生型全部死亡，轉(zhuǎn)基因植株有50％的存活率。Zhong等(Zhong?et?al，2007)從水稻中分離到一個(gè)OsNAC6，該基因受低溫、干旱、高鹽、稻瘟病誘導(dǎo)表達(dá)，過量表達(dá)OsNAC6轉(zhuǎn)基因植株中抗旱和耐高鹽能力得到了提高，抗稻瘟病能力增強(qiáng)。

綜上所述，NAC類轉(zhuǎn)錄因子在調(diào)節(jié)植物的逆境反應(yīng)，提高植物的抗逆性中起著至關(guān)重要的作用。過量表達(dá)NAC轉(zhuǎn)錄因子基因提高了植物的抗逆能力，這對(duì)抗逆育種和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)會(huì)產(chǎn)生巨大推動(dòng)作用和經(jīng)濟(jì)效益。因此，利用抗逆相關(guān)的NAC類轉(zhuǎn)錄因子基因改良和提高作物的抗逆性具有非常重要作用及應(yīng)用前景。

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EeNAC9。

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EeNAC9的基因。

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EeNAC9的應(yīng)用。