[發明專利]黃連SDIR轉錄因子在提高植物抗旱中的應用

有效

• 申請號: 201811421792.4
• 申請日: 2018-11-26
• 公開（公告）號: CN109355300B
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發明（設計）人: 何洋;陳涵婷;李君君
• 申請（專利權）人: 成都中醫藥大學
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C12N15/82;C12N1/21;A01H5/00;A01H5/10;A01H6/82;C12R1/01
• 代理公司: 成都高遠知識產權代理事務所(普通合伙) 51222
• 代理人: 李高峽;張娟

本發明公開了黃連SDIR轉錄因子在提高植物抗旱中的應用。本發明提供了一種基因片段，其核苷酸序列如SEQ ID NO.16所示。本發明還公開了包含前述基因片段的重組載體、重組菌以及它們的用途。本發明通過在植物中轉入該SDIR基因片段，顯著提高植物抗旱能力，得到具有利用價值的再生植株。該方法能夠顯著提高植物抗旱能力，具有潛在的應用價值和經濟效益。

技術領域

本發明涉及基因工程領域，具體涉及一種轉黃連SDIR基因提高植物抗旱的方法。

背景技術

干旱脅迫是影響植物生產發育最重要的非生物脅迫之一。嚴重影響植物的生理及代謝過程，干旱會誘導植物體內活性氧的積累，使植物產生氧化脅迫應答，最終都將導致植物細胞脫水和滲透壓失衡。為避免過量產生的活性氧對自身的傷害，植物在進化過程中形成了一套去除及中和活性氧的防御體系，包括抗氧化酶系統和非酶系統的抗氧化劑類。

泛素化是蛋白質翻譯后修飾的一個類型，參與植物發育和逆境脅迫的許多方面的生理調控。植物的泛素化過程涉及到泛素活化酶(E1)、泛素結合酶(E2)和泛素連接酶(E3)這3種泛素化酶，泛素化蛋白最后被26S蛋白酶體特異性的識別和降解。其中，泛素連接酶E3在泛素化途徑中起到識別底物與呈遞泛素分子的作用，是泛素化過程最關鍵的轉錄因子。E3家族主要分為3大類，分別為HECT蛋白家族、U-box蛋白家族以Ring-finger型蛋白家族，其中數量最為龐大的泛素連接酶是Ring指蛋白家族。RING類型E3連接酶有個類似于Zincfinger的RING結構域，Ring finger結構域中具有保守的氨基酸序列C-N2-C-N(9-39)-C-N(1-3)-H-N(2-3)-C/H-N2-C-N(4-48)-C-N2-C(其中C代表半胱氨酸殘基，H代表組氨酸殘基，N為任意氨基酸)。而Ring-finger蛋白家族主要分為兩大亞類，分別為Ring-H2(C3H2C3)型和Ring-HC(C3HC4)型。RING類型中的多種轉錄因子在細胞進程中發揮非常重要的作用，包括植物激素信號轉導、光形態建成、自交不親和、花發育、衰老以及在缺氮條件下植物生長發育的調控。從干旱處理的擬南芥的芯片數據中分離出來的SDIR(Salt and Drought inDuced Ring Finger)，其屬于Ring-H2(C3H2C3)型RING finger類型的轉錄因子E3，具有環指結構域的SDIR可以正向調控擬南芥脅迫的脫落酸傳導途徑。近年來已有研究表明擬南芥和水稻等的轉錄因子SDIR可以顯著提升植物的抗旱耐鹽能力。擬南芥SDIR的過表達改變了一系列脫落酸ABA和干旱脅迫相關基因的表達，提高了擬南芥植物體內ABA誘導葉片氣孔關閉的敏感性，通過介導ABA信號轉導正調控植物的干旱脅迫響應過程；另外SDIR基因在煙草和水稻中的異源表達顯示，過表達與對照相比耐旱性明顯增強，實驗結果表明該基因在單子葉和雙子葉植物中功能保守。多個研究表明轉錄因子SDIR參與的泛素化作用對提高植物抗逆有明顯作用。

不同的物種的SDIR基因由于序列不同，其能對植物產生的抗旱能力有強有弱。而黃連作為我國傳統中藥材，試驗結果表明黃連SDIR(CcSDIR)能顯著提高轉基因植物抗旱性。該研究有助于通過基因工程手段對中藥材(如黃連)進行內源基因過表達，增強其培育工程中的抗逆性，且不改變中藥材的整體成分，特別是有效成分。

發明內容

本發明的目的是提供了一種新的SDIR基因，并通過將其轉基因的方式來提高植物抗旱。

本發明提供了一種基因片段，核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

本發明還提供了一種重組載體，它包括SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列。

進一步地，所述重組載體是重組pYG8198載體。

本發明還提供了一種重組菌，它包含前述的重組載體。

進一步地，所述重組菌為重組農桿菌，優選為重組農桿菌GV3101。

本發明還提供了前述的基因片段、重組載體、重組菌在提高植物抗旱中的用途。