[發明專利]剛毛檉柳MYB轉錄因子編碼基因及其應用

有效

• 申請號: 201810288452.2
• 申請日: 2018-03-30
• 公開（公告）號: CN108342395B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 高彩球;張騰倩;劉中原;李新蘋;呂佳欣;雷曉錦
• 申請（專利權）人: 東北林業大學
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C12N15/82;C07K14/415;A01H5/00;A01H6/20;A01H6/82
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務所(普通合伙) 23209
• 代理人: 榮玲

本發明屬于植物基因工程育種技術領域，尤其涉及剛毛檉柳MYB轉錄因子編碼基因及其應用。本發明提供的剛毛檉柳ThMYB基因可用于提高植物耐鹽性或選育耐鹽性轉基因植物。分別構建ThMYB基因的過表達和抑制表達載體，通過瞬時侵染獲得轉基因剛毛檉柳，經組織化學染色和生理指標測定證實ThMYB基因過表達株系具有明顯的耐鹽能力；將ThMYB基因轉入擬南芥，轉基因T₃代擬南芥種子在150mM NaCl脅迫后平均發芽率是野生型的6.21倍，根長是野生型的1.41倍，鮮重是野生型的1.66倍。ThMYB基因的同源和異源過表達結果均表明該基因能夠明顯提高轉基因植物的耐鹽能力，是用于耐鹽基因工程育種的優良基因。

技術領域

本發明屬于植物基因工程育種技術領域，尤其涉及剛毛檉柳MYB轉錄因子編碼基因及其應用。

背景技術

植物逆境脅迫包括生物脅迫和非生物脅迫。生物脅迫主要為病蟲害、雜草等；非生物脅迫主要為干旱、高鹽堿、水澇、高溫及凍害等。在脅迫刺激下，一些轉錄因子過量表達，將信號傳遞和放大，調控相應的下游功能基因的表達，從而提高植物的抗逆能力。由于轉錄因子能調控多個下游基因的表達，因此，在植物基因工程育種中，與轉入一個功能基因相比，轉入一個轉錄因子更能提高植物的抗逆能力。

轉錄因子(transcription factor,TF)，亦稱反式作用因子，是一類能與真核生物基因啟動子的順式作用元件發生特異性相互作用的DNA結合蛋白，通過它們之間及與其他相關蛋白之間的相互作用，激活或抑制轉錄。根據蛋白質的結構，轉錄因子主要具有4個功能域，為DNA結合域(DNA-binding domain)，轉錄調控域(transcription regulationdomain，包括激活域和抑制域)，寡聚化位點(oligomerization site)和核定位信號(nuclear localization signal,NLS)。轉錄因子通過這些功能域，在特定的時間進入細胞核與啟動子順式作用元件或其他轉錄因子的功能域相互作用來調控基因的轉錄表達。

MYB類轉錄因子是轉錄因子家族中數量最大，功能最多的轉錄因子家族之一。MYB蛋白的N端都有一個由1-3個重復序列組成的MYB結構域(MYB結構域具體由51-52個氨基酸殘基采用螺旋-轉角-螺旋的形式與DNA結合組成)。每個重復序列通常含有3個間隔分布的色氨酸殘基，形成疏水中心，識別特異的DNA結合位點。由于識別過程具有靈活性，作用機制多變，這就意味著MYB蛋白可以通過改變DNA結合域識別不同的目標基因，從而擁有完全不同的生理功能。MYB蛋白的C端是一個激活或抑制結構域。和保守的MYB結構域不同的是，其它區域是高度可變的。

已有研究表明MYB蛋白在植物中參與很多生理和生化過程，如調節次生代謝，參與類黃酮和花青素的合成，控制細胞形態發生，調節胚的形成以及花和種子的發育，控制細胞周期以及光和激素的信號途徑等。

同時，也發現MYB蛋白參與了多種防御反應和脅迫反應。如水稻的OsMYB4基因，它是一個冷脅迫誘導的基因，OsMYB4基因過表達引起了254個基因的上調表達，這些上調表達基因大多數不僅使植物的抗寒能力提高，而且使植物的耐干旱以及耐高鹽等抗逆境脅迫能力提高。將OsMYB4基因轉入蘋果內，結果顯示提高了轉基因蘋果的抗干旱和低溫能力。GmMYB基因能通過調控抗逆響應基因而在大豆的抗逆脅迫中起著不同的作用。擬南芥的AtMYB68基因能夠抵抗高溫脅迫，AtMYB2基因能夠使擬南芥的耐寒能力顯著增強。