[發明專利]一種調控葉片衰老，提高多重抗逆性的轉錄因子及其應用

無效

• 申請號: 201210565080.6
• 申請日: 2012-12-24
• 公開（公告）號: CN102964439A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 蒯本科;高炯;朱政;梁寧菁
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: C07K14/415
• 分類號: C07K14/415;C12N15/29;C12N15/63;C12N5/10;A01H5/00
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;盛志范

技術領域

本發明屬于植物基因工程技術領域，具體涉及一種調控葉片衰老，提高多重抗逆性的轉錄因子與應用。

背景技術

植物衰老是植物個體內部一系列程序化的漸行性衰退，最終走向死亡的過程。葉片衰老是植物生長發育的組成部分，構成了植物葉片發育的最后一個階段，被認為是程序性細胞死亡（PCD）的一種，以依賴葉齡的方式進行，并由諸多環境因素誘導，受生長發育時期復雜的內、外因素的相互作用影響。因此葉片衰老并不是被動的過程，而是一個主動調控的過程。葉片衰老過程中，細胞結構、生理代謝、基因表達方面都經歷一系列有序的變化。另外，由于葉片衰老過程中涉及營養物質的轉運和再利用，對整個植株來說，葉片衰老是植物健康生長，繁育優良后代的關鍵（Buchanan-Wollaston?V等，Plant?Biotechnol?J，1(1):3-12，2003；Lim?PO和Nam?HG等，Curr?Top?Dev?Biol,?67:49-83，2005）。

植物激素對植物發育和響應環境具有極其重要的作用。在眾多植物激素中，細胞分裂素（CK）對植物葉片衰老的延緩以及乙烯（ET）對葉片衰老的促進作用是十分明確的，而且在不同物種中都得到了相對一致的結果。其它相關激素，如脫落酸（ABA），赤霉素（GA），茉莉酸甲酯（MeJA）和水楊酸（SA）等都對葉片的衰老起到不同程度的促進作用，但是對于它們的作用機理，特別是他們復雜的網絡調控系統，仍知之甚少。

茉莉酸（JA）和水楊酸（SA）主要是參與植物防御反應的激素，但是其在葉片衰老過程中也有一定的作用。對離體葉片外施JA可以加速其衰老進程，但是在影響JA合成的突變體coi1中并沒有觀察到葉片衰老延緩的現象，其中12%的葉片衰老相關基因并沒有發生變化（Xie?DX等，Science，280:1091-1094,1998；Buchanan-Wollaston?V等，Plant?Journal，42：567-585，2005）。在葉片衰老過程中，植物體內的SA含量急劇的上升，但在未衰老葉片中并不存在這樣的現象。此后，Morris等通過對NahG轉基因材料，及相關突變體pad4和npr1的分析，發現這些突變體中衰老標志基因SAGs表達有所改變（Morris?K等，Plant?Journal，23：677-685，2000）。SA對衰老的作用可能是影響了葉片衰老進程中從衰老向細胞死亡變化的進程。

WRKY轉錄因子因其N端含有由WRKYGQK組成的高度保守的氨基酸序列而得名。在擬南芥中已發現了74個WRKY成員，而水稻中則含有105個完整的WRKY成員。研究發現，WRKY結構域及其專一結合的（T）（T）TGAC（C/T）序列（又稱W-box）更多地存在于與抗病、損傷、衰老相關基因和水楊酸誘導基因的上游調控區域。已有大量證據表明，WRKY與上述幾種生物和非生物逆境激發的應激反應關系密切（Eulgem?T等，EMBO?J，18：4689-4699，1999；Chen?C等，Plant?Physiol，129：706-716，2002）。此外，在果實成熟、種子表皮毛發育、蔗糖信號傳導及赤霉素信號傳導等過程中均發現了WRKY基因的表達（Johnson?CS等，Plant?Cell，14：1359-1375，2002；Sun?C等，Plant?Cell，15：2076-2092，2003）。