[發明專利]一種大豆ERF轉錄因子及其編碼基因與耐鹽應用

無效

• 申請號: 201210007987.0
• 申請日: 2012-01-12
• 公開（公告）號: CN102516377A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 王慶鈺;翟瑩;李景文;王英;閆帆;雷婷婷;李艷杰;張慶林;張鑫生;王洪預;楊旭光;唐心隆
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: C07K14/415
• 分類號: C07K14/415;C12N15/29;C12N15/82;C12N15/84;A01H5/00
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 魏征驥

技術領域

本發明涉及植物基因工程領域，具體涉及一種大豆ERF轉錄因子及其編碼基因在轉基因植物耐鹽方面的應用。

背景技術

大豆是重要的經濟作物，在世界范圍內普遍種植，不僅是人類蛋白和脂類的主要來源，同時也是重要的家畜飼料和工業原料,在醫學上也有很大價值。然而生物和非生物脅迫對大豆的生長和發育產生極為不利的影響，其中，土壤鹽漬化嚴重影響著大豆的產量、品質和效益，造成嚴重的經濟損失。因此，闡明大豆對逆境的響應機制，鑒定耐鹽相關的重要基因并利用它們來提高大豆的耐鹽性顯得尤為重要。

植物轉錄因子在脅迫的刺激下可以不斷合成并將信號傳遞和放大，調控下游多個基因的表達，從而引起植物生理生化的改變來適應外界的不利環境，近年來逐漸成為人們的研究熱點。ERF轉錄因子分屬于植物中特有的AP2/ERF轉錄因子超家族中的ERF亞家族，最初由Ohme-Takagi和Shinshi在1995年從煙草中分離得到。它們表達的蛋白共同含有1個保守的由58或59個氨基酸組成的AP2/ERF結合域，三維立體結構分析表明，此結構域由3個反向平行的β折疊和1個幾乎同β折疊平行的α螺旋組成。其中，β折疊對AP2/ERF?結構域識別各類順式作用元件可能起關鍵作用，而α螺旋可能參與同其它轉錄因子及DNA之間的相互作用。ERF可以與GCC-box和/或DRE/CRT元件特異結合，而這些元件通常分別位于植物的病程相關蛋白基因和高鹽、干旱、冷誘導相關基因的啟動子中。ERF正是通過調節這些基因的表達從而參與到植物的生物和非生物脅迫中去。植物的逆境響應被多條信號途徑所調節，其中，乙烯、水楊酸、茉莉酸和脫落酸傳遞途徑之間存在著一定的交叉作用，它們之間可能是相互促進，也可能是相互拮抗，從而實現對逆境防衛反應的精確調控。而一些ERF轉錄因子通常是上述信號途徑交叉處的重要成分。

目前,已從擬南芥、煙草、番茄、辣椒、水稻、小麥、棉花等不同植物分離到大量編碼ERF蛋白的基因。番茄的JERF3可以同時與GCC-box和DRE/CRT元件結合，能被乙烯、茉莉酸、低溫、?高鹽和脫落酸誘導，同時能提高轉基因煙草的耐鹽性。木花生中的JcERF的表達可以被高鹽、干旱、乙烯和機械傷害誘導，但不被ABA誘導，在擬南芥中超表達JcERF增強了植物對鹽和寒冷的抗性。但在大豆中ERF轉錄因子的研究相對較少，僅報道過3個ERF的功能，它們均參與到大豆的脅迫響應中去，在提高植物抗逆性方面發揮積極的調控作用。單子葉植物和雙子葉植物中均可能存在大量的ERF轉錄因子，鑒于ERF在植物應對逆境中發揮的重要作用，對大豆ERF家族中其他的成員作進一步的鑒定與應用有利于大豆脅迫抗（耐）性的改良。

發明內容

本發明提供一種大豆ERF轉錄因子及其編碼基因與耐鹽應用。

本發明所提供的大豆耐鹽相關ERF轉錄因子來源于大豆品種吉林32（由吉林省農科院富健研究員饋贈），命名為GmERF7。

所述大豆ERF轉錄因子基因的堿基序列為Sequence?N0.1。

所述大豆ERF轉錄因子基因編碼的蛋白質，其氨基酸序列為Sequence?N0.2。

序列表Sequence?N0.1由1179個堿基組成；序列表Sequence?N0.2由392個氨基酸殘基組成，包含一個AP2/ERF結合域：自氨基端的第118至175位氨基酸殘基；兩個預測的核定位信號：第一個自氨基端的第72至76位氨基酸殘基，第二個自氨基端的第112至116位氨基酸殘基；一個預測的轉錄激活域：自氨基端的第41至70位氨基酸殘基。

利用任何一種可以引導外源基因在植物中表達的載體，將本發明所提供的GmERF7的編碼基因導入植物細胞，可獲得對高鹽耐性提高的轉基因植株。使用本發明的基因構建植物表達載體時，可在其轉錄起始核苷酸前加上任何一種增強啟動子或誘導型啟動子。攜帶有本發明GmERF7的表達載體可通過使用Ti質粒、Ri質粒、植物病毒載體、直接DNA轉化、微注射、電導、農桿菌介導等常規生物學方法轉化植物細胞或組織，并將轉化的植物組織培育成植株。被轉化的宿主既可以是單子葉植物，也可以是雙子葉植物。

本發明的有益效果是：本發明克隆了一個大豆耐鹽相關的GmERF7轉錄因子基因，研究該基因在大豆中的表達模式、與逆境元件的體外結合及轉錄調節活性，比較了野生型煙草和轉GmERF7基因煙草的耐鹽性，為其有效應用提供依據，對改良植物的抗逆性，特別是培育耐鹽大豆品種具有重要意義。

附圖說明

圖1?GmERF7基因的PCR擴增結果。