[發明專利]鹽芥DREB2A基因在培育耐高鹽耐干旱玉米中的應用

無效

• 申請號: 201210512610.0
• 申請日: 2012-12-05
• 公開（公告）號: CN103484495A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 李學紅;張舉仁;程貫召
• 申請（專利權）人: 濰坊學院
• 主分類號: C12N15/82
• 分類號: C12N15/82;C12N15/84;A01H5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬農作物的生物工程育種領域，具體說，涉及一種通過將鹽芥TsDREB2A基因導入玉米、改變玉米抗逆性的方案及用途。?

背景技術

轉錄因子也稱反式作用因子（trans-acting?factor），是指能夠與基因啟動子區域中順式作用元件發生特異性相互作用的DNA結合蛋白，編碼轉錄因子的基因即是轉錄因子基因。轉錄因子基因通過激活或抑制其他基因的轉錄，從而啟動特定基因的表達，進而實現細胞對內外信號的應答反應。簡單地說，轉錄因子基因是可以調節其他基因表達的一類基因，其表達產物可以調節幾個個或多個被調控的其他基因。?

DREB(Dehydration?responsive?element?binding?protein)即干旱應答元件結合蛋白,含有一個AP2-DNA結合域（AP2?Domain），能特異性結合啟動子中的DRE/CRT?(?dehydration?responsive?element)順式元件(?核心基序為TACCGACAT)。當植物受到外界環境脅迫時,DREB類基因表達產生的轉錄因子與DRE順式作用元件結合,?啟動受其調控的多個脅迫耐受基因的表達，如rd17、rd29A、kin1、erd10、cor15a、cor78a等，并最終使植物的抗逆性獲得增強。DREB類基因屬于AP2/EREBP轉錄因子家族，在擬南芥中這類轉錄因子已發現5種，分別為DREBlA，DREBlB，DREBlC，DREB2A，DREB2B。其中DREBl類轉錄因子主要受冷脅迫信號的誘導，DREB2類轉錄因子主要受干旱脅迫信號誘導，其中DREB2A基因主要受干旱與高鹽脅迫誘導。研究表明這類轉錄因子在逆境誘導基因的表達調控中具有非常重要的作用，因此，通過轉基技術使某個或某些特定轉錄因子在作物體內表達,就可通過它調控多個功能基因,從而達到綜合改良作物性狀的效果。至目前，AP2/EREBP轉錄因子家族（AP2／ERF家族）的多個成員已被用于改良植物抗逆性的植物基因工程應用，詳情見表1。?

不論是DREB1還是DREB2都能特異性結合DRE/CRT元件，而且它們啟動轉錄的功能在植物原生質體和酵母系統中都已經得到了證實。Haake等研究發現，?DREBlA／CBF3基因及另外兩個同源基因都能被低溫誘導但是不能被干旱誘導，而DREB2A和DREB2B則能夠被干早脅迫誘導?(Haake?et?a1．，2002)；在脅迫應答反應中，CBF2／DREBlC是作為CBFl/DREBlB和CBF3/DREB1A的一個負調控因子而起作用?(Novillo?et?a1.，2004)。雖然liu等研究認為過量表達DREB2不能提高擬南芥的抗逆性，?DREB2基因需要經過轉錄后修飾才能行使其功能(liu?et?a1.，1998)，但近年來的最新研究發現，過表達DREB2A的轉基因擬南芥獲得了明顯的抗干旱脅迫能力，基因芯片技術及RNA凝膠雜交分析顯示，這種抗旱性的獲得是通過DREB2A調控多個水脅迫誘導基因的表達而實現的（Sakuma?et?a1.，2006）。最近的研究還發現，一些基因通過與DREB2A的相互作用，可以降低受DREB2A調控的干旱及鹽脅迫應答基因的表達（Feng?et?a1.，2008；Kim?et?a1.，2012），提示DREB2A基因產物可以促進干旱脅迫及鹽脅迫應答基因的表達，但是在干旱及鹽脅迫應答途徑中除了DREB2A基因之外還有更多的基因參與其中并承擔著不同角色。?

表1?轉DREB?/CBF基因植物及其抗逆性情況表（Taishi?et?al.?2006；李科友等，2011）?

發明內容

針對目前的研究現狀，本發明的目的是提供一種轉鹽芥（Thellungiella?salsuginea?L.）DREB2A基因（以下用“TsDREB2A基因”表示）改變玉米(Zea?Mays?L.)抗性?(包括抗干旱性、抗鹽堿性等)的應用。?

本發明所述的轉TsDREB2A基因改變玉米(Zea?Mays?L.)抗旱抗鹽性的應用方法是，將從鹽芥（Thellungiella?salsuginea?L.）中克隆的TsDREB2A以正義形式重組到植物表達載體中，采用轉基因技術將重組基因導入植物細胞，獲得轉基因植株；通過檢測被轉入目標基因的表達和在鹽堿土及鹽堿地中進行轉基因植物的種植進行抗逆性鑒定，從中篩選出抗旱抗鹽性明顯提高或降低的轉基因植株及其后代，創造出在玉米育種中有應用前景的新種質和新品種。?