[發(fā)明專(zhuān)利]一種楊樹(shù)PdNF-YB7基因及其應(yīng)用

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310311863.6
• 申請(qǐng)日: 2013-07-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103382477A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 尹偉倫;夏新莉;韓瀟;湯沙;安軼;董燕;趙瑩
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京林業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C12N15/29
• 分類(lèi)號(hào): C12N15/29;C12N15/11;C12N15/63;C07K14/415;A01H5/00
• 代理公司: 北京雙收知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11241
• 代理人: 盧新

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及基因工程技術(shù)，具體是涉及一種楊樹(shù)NF-YB家族基因。

背景技術(shù)

楊樹(shù)是全世界重要的的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)樹(shù)種之一。它的速生特性滿足了人類(lèi)大量的木材需求。但是其速生性也帶來(lái)了高耗水的特性（Monclus?et?al.,2005）。中國(guó)北方主要是干旱和半干旱地區(qū)，水資源是影響植物生長(zhǎng)的主要因素（Sun?et?al.,2006）。水分利用效率（WUE）描述了植物水分利用和作物產(chǎn)量的關(guān)系，可以分為瞬時(shí)利用效率和長(zhǎng)期水分利用效率。瞬時(shí)水分利用效率是指植物在某一個(gè)時(shí)間點(diǎn)葉片氣體交換效率，即葉片碳同化速率與蒸騰耗水的比值量。長(zhǎng)期水分利用效率是植物在某一段時(shí)期生長(zhǎng)過(guò)程中總耗水量與所生產(chǎn)的干物質(zhì)量的比值（Karaba?et?al.,2007）。高水分利用效率能夠提高植物生物量，適應(yīng)干旱環(huán)境。

干旱脅迫誘導(dǎo)的基因主要被分為兩類(lèi)。一類(lèi)是編碼功能蛋白，例如水通道蛋白、LEA蛋白和分子伴侶；另一類(lèi)是編碼調(diào)節(jié)蛋白，比如轉(zhuǎn)錄因子、蛋白激酶、激素和其他信號(hào)分子（Valliyodan?and?Nguyen,2006）。其中，轉(zhuǎn)錄因子在調(diào)控內(nèi)部發(fā)育過(guò)程和響應(yīng)外源刺激中起著關(guān)鍵性的作用。響應(yīng)干旱脅迫的轉(zhuǎn)錄因子主要分布在以下幾個(gè)大家族中，如AP2/EPF（Kizis?et?al.,2001）、bZIP（Xiang?et?al.,2008）、NAC（Lu?et?al.,2007）、MYB（Abe?et?al.,1997）、C2H2zinc?finger（Sakamoto?et?al.,2004）和WRKY（Wang?et?al.,2009）。

近年來(lái)發(fā)現(xiàn)來(lái)自CCAAT家族的植物NF-Y轉(zhuǎn)錄因子也參與了干旱脅迫適應(yīng)的調(diào)控表達(dá)（Nelson?et?al.,2007;Stephenson?et?al.,2007;Li?et?al.,2008;Thirumurugan?et?al.,2008）。NF-Y蛋白對(duì)于啟動(dòng)子中的CCAAT盒高度專(zhuān)一親和，CCAAT盒與TATA盒以及GC盒一樣，是真核生物中最廣泛分布的啟動(dòng)子序列之一（Testa?et?al.,2005）。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題是首次在楊樹(shù)基因組中克隆了一個(gè)干旱響應(yīng)相關(guān)的NF-YB基因家族成員。

一種楊樹(shù)PdNF-YB7基因，具有如SEQ?ID?No.1所示的核苷酸序列，或該序列經(jīng)改變、添加和/或缺失一個(gè)或多個(gè)核苷酸且具有相同功能的核苷酸序列。所述PdNF-YB7基因是克隆自歐美雜交黑楊品系NE-19，該基因序列全長(zhǎng)為672bp，編碼223個(gè)氨基酸。用Interpro在蛋白數(shù)據(jù)庫(kù)中搜索比較，結(jié)果顯示，該基因含有NF-YB保守位點(diǎn)（IPR003956），核轉(zhuǎn)錄因子Y的B亞基的作用結(jié)構(gòu)位點(diǎn)（IPR003957），和NF-YB古菌組蛋白結(jié)構(gòu)（IPR003958）。所述基因是通過(guò)特殊設(shè)計(jì)的特異性引物克隆得到的，正向引物為5’-ATGACAGGAAAAAGGACCCAGATC-3’，如SEQ?ID?No.3所示；反向引物為5’-CCAGCCAACCCCGTGATGAA-3’，如SEQ?ID?No.4所示。

應(yīng)當(dāng)理解，考慮到密碼子的簡(jiǎn)并性和將用于具體表達(dá)基因的微生物或植物的優(yōu)選密碼子，例如可在其編碼區(qū)，在不改變氨基酸序列的條件下，或在其非編碼區(qū)在不影響基因表達(dá)的條件下，對(duì)SEQ?ID?No.1所示的核苷酸序列進(jìn)行修改。因此，本發(fā)明的范圍還包含對(duì)SEQ?ID?No.1所示的核苷酸序列進(jìn)行的替換、添加和/或缺失一個(gè)或多個(gè)核苷酸，具有與本發(fā)明基因相同功能的核苷酸序列。

可以將本發(fā)明的基因或其片段插入到克隆載體或表達(dá)載體中，進(jìn)而可以將表達(dá)載體引入適宜的宿主中表達(dá)。上述得到的克隆載體或表達(dá)載體，以及含有所述表達(dá)載體的宿主，均屬于本發(fā)明的范圍。

本發(fā)明的PdNF-YB7基因，在模式植物擬南芥中過(guò)量表達(dá)，通過(guò)試驗(yàn)證明了該基因在充分澆水和干旱環(huán)境下提高了植株的光合能力和瞬時(shí)葉片水分利用效率，增加了植株生物量。在干旱條件下，該基因使植株保持較高的葉片水勢(shì)，降低水分散失，提高了植株的耐旱性。

附圖說(shuō)明

圖1是PdNF-YB7基因在歐美雜交黑楊品系NE-19中的表達(dá)量；

圖2是PdNF-YB7基因與綠色熒光蛋白（GFP）融合轉(zhuǎn)化擬南芥后GFP的表達(dá)情況：圖A-C為轉(zhuǎn)基因植株，圖D-F為空載體對(duì)照；圖A和D為熒光環(huán)境，圖B和E為正常光源，圖C和F為熒光和正常光源的混合環(huán)境；