[發明專利]擬南芥熱激轉錄因子基因HSFA3及其編碼蛋白與應用

在審

• 申請號: 201310047409.4
• 申請日: 2013-02-06
• 公開（公告）號: CN103255145A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 徐江;徐小棟;東方陽;魯黎明;王西瑤;張少斌;遲志海;洪雪;麻艷超;趙明;丁在松;付金東
• 申請（專利權）人: 中國農業科學院作物科學研究所
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C07K14/415;A01H5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及植物分子生物學與轉基因相關技術領域，具體為擬南芥熱激轉錄因子(Heat?Shock?Transcription?Factors，HSFs)基因家族成員HSFA3抗高溫新功能的驗證，以及該基因在抗高溫植物新品種培育中的應用。

背景技術：

溫度的變化對植物生長發育具有重要的影響，適宜的溫度能夠保證或促進植物正常的生長發育，而不適宜的溫度條件則會抑制植物的生長，甚至使植物死亡。自二十世紀以來，隨著世界人口的飛速增長及工業化程度的不斷加深，溫室效應越來越嚴重，全球溫度的逐步升高已成為作物正常生長、發育和獲得高產的一個重要限制因素。現代分子生物學和基因工程相關技術的日益成熟，使人們從分子水平上探知植物對高溫脅迫的響應及高溫誘導相關信號在植物體內的傳導途徑成為現實，并且為改良作物的抗高溫性能開辟了新的途徑，在了解植物響應高溫的分子機制的基礎上，充分利用植物自身的基因資源，發掘植物抗高溫相關基因，對培育抗高溫性能提高的作物具有重要的指導意義。

擬南芥(Arabidopsis?thaliana)屬十字花科，蕓薹屬植物，它不僅是第一個被測定基因組序列的模式植物(Athanasios?Theologis?et?al.，NATURE，VOL.408：816-820)，而且具有基因組規模較小、植株株型矮小、生長周期短、自花授粉而又易于雜交等優點。因此以擬南芥作為分子遺傳學和基因工程研究的模式植物，從中鑒定和克隆與熱脅迫相關的基因，并結合轉基因操作技術是培育耐高溫性能增強植物的一條有效途徑。

轉錄因子(Transcription?factors，TFs)又稱反式作用因子，是一類和專一性DNA序列特異結合并能激活或抑止相關基因轉錄的蛋白質分子。熱激轉錄因子(Heat?shock?transcription?factors，HSFs)是一類能夠調控不同熱激蛋白(Heat?shock?proteins，HSPs)基因表達的專用轉錄因子。基因組研究發現擬南芥中包含21個HSFs基因家族成員。已有研究證明HSFA1s、HSFA2等亞家族成員在應答熱脅迫信號和控制生長發育等過程中起到重要作用(HSIANG-CHIN?LIU，HSIU-TINGLIAO&YEE-YUNG?CHARNG，Plant，Cell?and?Environment(2011)34，738-751；Yee-yung?Charng.et?al，Plant?Physiology，January2007，Vol.143，pp.251-262)。但至今還沒有關于HSFA3基因熱脅迫反應的報道，這就給人們理解該基因的功能增加了難度，相關的理論和技術研究也往往因此而變得無所適從。

發明內容

本發明的目的是提供一個擬南芥熱激轉錄因子(HSF)基因，以及該基因在應答熱激脅迫反應中的功能和在培育耐高溫植物中的作用。

所提供的HSF基因為HSFA3(AT5G03720)。

上述基因具有SEQ?ID?No.1的堿基序列。

上述基因編碼的蛋白質具有SEQ?ID?No.2的氨基酸序列。

HSFA3基因的T-DNA插入突變體salk_011131是從ABRC(Arabidopsis?Biological?Resource?Center)定購獲得。通過PCR鑒定獲得純合插入突變體，通過RT-PCR在mRNA水平上鑒定基因的敲除情況。

通過上述鑒定，獲得HSFA3基因T-DNA插入突變體salk_011131的純合株系，并以之為材料進行熱激處理。然后對熱脅迫處理后的擬南芥幼苗進行耐高溫相關指標的測定，包括根長及地上部生物量測定。

附圖說明：

圖1顯示野生型和突變體PCR和RT-PCR檢測的電泳結果，結果表明所獲HSFA3基因突變株系salk_011131為T-DNA純合插入株系，其轉錄本被敲除。

圖2顯示熱脅迫處理流程和方法。

圖3顯示野生型和突變體熱脅迫10天后的表型圖片，結果表明突變體經熱脅迫處理后根長及地上部生物量均大于野生型，表現耐熱表型。

具體實施方式：

下面結合實驗方法和數據進一步闡述本發明。

1.擬南芥幼苗培養：