[發明專利]金柑FcWRKY70基因及其在提高植物耐旱中的應用

有效

• 申請號: 201310724243.5
• 申請日: 2013-12-25
• 公開（公告）號: CN103695439A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 劉繼紅;龔小慶;張靜燕
• 申請（專利權）人: 華中農業大學
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C07K14/415;C12N15/11;C12N15/84;A01H5/00
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所 42001
• 代理人: 王敏鋒

技術領域

本專利屬于植物基因工程領域。具體涉及從金柑（Fortunella.crassifolia）中分離、克隆得到一個多重逆境誘導表達的WRKY轉錄因子FcWRKY70，然后將該基因分別導入到煙草、檸檬及金柑中，獲得的超表達轉基因植株對干旱脅迫的耐受性明顯提高，干涉轉基因植株對干旱脅迫的耐受性明顯被削弱。?

背景技術

植物在生長過程中，經常會受到各種不同不良環境的脅迫影響，像干旱，鹽，冷害，高溫，營養貧乏和病蟲害，嚴重影響其生長發育（Gong?and?Liu2013）。值得注意的是，每年全球因為干旱造成農作物減產約為20%（Wang?et?al2003）。?

為適應各種環境脅迫，植物在生理及生化過程中形成了一系列的改變（Krasensky?and?Jonak,2012）。例如，改變代謝過程以積累一系列代謝物維持細胞彭壓，抵御逆境影響（Nishizawa?et?al.,2008;Verbruggen?and?Hermans2008;Livingston?et?al.,2009;Shi?et?al.,2010;Fu?et?al.,2011a,b）。此外，大量基因的轉錄水平發生改變，被逆境誘導表達抑或被抑制轉錄（Seki?et?al.,2003）。一部分逆境響應基因通過編碼功能蛋白，促進植物細胞積累有益代謝物，保護細胞免受傷害（Chen?and?Murata2011;Wang?et?al.,2011）。另一分部分基因行使轉錄調節的功能，修飾靶基因的表達，例如轉錄因子，蛋白激酶，磷酸化酶（Su?et?al.,2010;Mao?et?al.,2011;Seo?et?al.,2012;Cui?et?al.,2012）?

轉錄因子在逆境響應基因的轉錄重組表達過程中起著不可或缺的作用（Singh?et?al.,2002）。植物基因組包含有大量的轉錄因子，這其中WRKY蛋白被認為是植物特有的由數量巨大的成員組成的一個大的基因家族（Eulgem?et?al.,2000）。生物信息學分析顯示，在已公布基因組序列的一些物種中均存在非常豐富的WRKY蛋白，其中擬南芥中74個，水稻中109個，番木瓜中66個，楊樹中104個，高梁中68個（Eulgem?and?Somssich2007;Ross?et?al.,2007;Pandey?and?Somssich2009）。自從在甘薯中發現第一個WRKY蛋白以來，研究者們在植物中鑒定出越來越多的WRKY蛋白。?

至今為止，已有大量的研究表明WRKY蛋白在不同生理生化過程中起著關鍵作用，像信號傳導，代謝，木質化等（Ren?et?al.,2008;Guillaumie?et?al.,2010;Mao?et?al.,2011;Yu?et?al.,2013）。此外，越來越多的證據表明WRKY轉錄因子參與了植物對生物及非生物逆境的響應過程（Liu?et?al.,2013）。例如，擬南芥Ⅱ族a亞族的三個成員，AtWRYK18、AtWRKY40和AtWRKY60，在結構上與功能上形成冗余、拮抗而又互不相同的復雜作用模式，應對不?同的真菌及細菌病害（Xu?et?al.,2006;Shen?et?al.,2007;Pandey?et?al.,2010）。AtWRKY6和AtWRKY42可調節PHOSPHATE1(PHO1)的表達，提高轉基因擬南芥對低磷脅迫的耐受性（Chen?et?al.,2009）。2個Ⅲ族WRKY轉錄因子，WRKY70和WRKY54，在擬南芥中協同負調控氣孔開閉，調節滲透脅迫（Li?et?al.,2013）。水稻中也有關于一對WRKY轉錄因子的等位基因在白葉枯病、細菌性條斑病以及干旱、鹽等逆境下作用截然相反的研究報道（Tao?et?al.,2009;Tao?et?al.,2011）。鑒于WRKY轉錄因子在植物逆境脅迫過程所起的重要作用，該類基因可作為有效的基因資源，通過轉基因模式創造出抗性增強的轉基因植物。目前為止，已有大量研究表明，過量表達類似基因能夠顯著增強植物的抗逆性（Fu?at?al.,2011b;Hao?et?al.,2011;Su?et?al.,2010）。?