[發(fā)明專利]植物耐逆性相關(guān)蛋白TaDREB4A及其編碼基因和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210097862.1
• 申請(qǐng)日: 2012-04-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103360481A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐兆師;馬有志;趙月;陳陽(yáng);李連城;陳明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所
• 主分類號(hào): C07K14/415
• 分類號(hào): C07K14/415;C12N15/29;C12N15/63;C12N5/10;C12N1/15;C12N1/19;C12N1/21;A01H5/00
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 關(guān)暢

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及植物耐逆性相關(guān)蛋白TaDREB4A及其編碼基因和應(yīng)用。

背景技術(shù)

干旱、高鹽及低溫等逆境脅迫是影響小麥生長(zhǎng)、發(fā)育的障礙因子。因此，了解小麥對(duì)逆境條件的應(yīng)答與信號(hào)傳導(dǎo)機(jī)制，提高小麥品種的抗逆性，成為小麥遺傳研究及小麥品種改良的重要任務(wù)之一。

在逆境脅迫下植物體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生一系列應(yīng)答反應(yīng)，伴隨著許多生理生化及發(fā)育上的變化。明確植物對(duì)逆境的反應(yīng)機(jī)制，將為抗逆基因工程研究和應(yīng)用提供科學(xué)論據(jù)。目前，植物抗逆性研究已逐漸深入到細(xì)胞、分子水平，并與遺傳學(xué)和遺傳工程研究相結(jié)合，探索用生物技術(shù)來(lái)改進(jìn)植物生長(zhǎng)特性，其目的是提高植物對(duì)逆境的適應(yīng)能力。

在干旱、高鹽和低溫等逆境條件下，植物能夠在分子、細(xì)胞和整體水平上做出相應(yīng)的調(diào)整，以最大程度上減少環(huán)境所造成的傷害并得以生存。許多基因受脅迫誘導(dǎo)表達(dá)，這些基因的產(chǎn)物不僅能夠直接參與植物的脅迫應(yīng)答，而且能夠調(diào)節(jié)其它相關(guān)基因的表達(dá)或參與信號(hào)傳導(dǎo)途徑，從而使植物避免或減少傷害，增強(qiáng)對(duì)脅迫環(huán)境的抗性。與脅迫相關(guān)的基因產(chǎn)物可以分為兩大類：第一類基因編碼的產(chǎn)物包括離子通道蛋白、水通道蛋白、滲透調(diào)節(jié)因子(蔗糖、脯氨酸和甜菜堿等)合成酶等直接參與植物脅迫應(yīng)答的基因產(chǎn)物；第二類基因編碼的產(chǎn)物包括參與脅迫相關(guān)的信號(hào)傳遞和基因表達(dá)調(diào)節(jié)的蛋白因子，如蛋白激酶、轉(zhuǎn)錄因子等。其中，轉(zhuǎn)錄因子在植物脅迫應(yīng)答的基因表達(dá)調(diào)控中起著重要作用。

轉(zhuǎn)錄因子也稱為反式作用因子，是能夠與真核基因啟動(dòng)子區(qū)域中順式作用元件發(fā)生特異性作用的DNA結(jié)合蛋白，通過(guò)它們之間以及與其它相關(guān)蛋白之間的相互作用，激活或抑制轉(zhuǎn)錄。轉(zhuǎn)錄因子的DNA結(jié)合區(qū)決定了它與順式作用元件結(jié)合的特異性，而轉(zhuǎn)錄調(diào)控區(qū)決定了它對(duì)基因表達(dá)起激活或是抑制作用。此外，其自身活性還受到核定位及寡聚化等作用的影響。

目前已知在植物中與脅迫相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子主要有：具有AP2結(jié)構(gòu)域的AP2(APETALA2)/EREBP(乙烯應(yīng)答元件結(jié)合蛋白，ethylene?responsive?element?binding?protein)轉(zhuǎn)錄因子家族、含有堿性區(qū)域和亮氨酸拉鏈的bZIP(basic?region/leucine?zipper?motif?transcription?factors)類轉(zhuǎn)錄因子、含有保守的WRKY氨基酸序列的WRKY轉(zhuǎn)錄因子家族、含有堿性螺旋-環(huán)-螺旋(bHLH)和亮氨酸拉鏈的MYC家族和具有色氨酸簇(Trp?cluster)的MYB家族。

DREB(脫水應(yīng)答元件結(jié)合蛋白，DRE-binding?protein)類轉(zhuǎn)錄因子是AP2家族中EREBP-like亞家族中的一個(gè)成員。DREB和EREBP類轉(zhuǎn)錄因子它們?cè)诎被嵝蛄猩蠜](méi)有顯著的相同性，但都含有一段非常保守的由58個(gè)左右氨基酸組成的DNA結(jié)合區(qū)域(EREBP/AP2結(jié)構(gòu)域)。蛋白質(zhì)三維分析表明，該區(qū)域含有3個(gè)β-折疊，對(duì)識(shí)別各類順式作用元件起關(guān)鍵作用。其中位于第二個(gè)β-折疊中的第14、19位的兩個(gè)氨基酸殘基的差異，決定這類轉(zhuǎn)錄因子與不同順式作用元件的特異結(jié)合。

由于植物的逆境耐性是由多基因調(diào)控的復(fù)雜性狀，依靠導(dǎo)入單個(gè)功能性蛋白基因很難實(shí)現(xiàn)植物抗逆性的綜合提高。因此，利用一個(gè)關(guān)鍵性轉(zhuǎn)錄因子促進(jìn)多個(gè)功能基因的表達(dá)，從而增強(qiáng)植物的抗逆性，已經(jīng)成為植物抗逆基因工程的研究熱點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供植物耐逆性相關(guān)蛋白TaDREB4A及其編碼基因和應(yīng)用。

本發(fā)明提供的蛋白質(zhì)，獲自小白麥，命名為TaDREB4A蛋白，是如下(a)或(b)：

(a)由序列表中序列1所示的氨基酸序列組成的蛋白質(zhì)；

(b)將序列1的氨基酸序列經(jīng)過(guò)一個(gè)或幾個(gè)氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加且與植物耐逆性相關(guān)的由序列1衍生的蛋白質(zhì)。

為了使(a)中的蛋白質(zhì)便于純化，可在由序列表中序列1所示的氨基酸序列組成的蛋白質(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