[發(fā)明專(zhuān)利]玉米轉(zhuǎn)錄因子ZmEREB160基因及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910514930.1
• 申請(qǐng)日: 2019-06-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110129338B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李曉輝;劉文平;張春宵;李淑芳;王吉艷;劉成元;李萬(wàn)軍;金峰學(xué);劉學(xué)巖;王陽(yáng);陸程張;竇金光
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): C12N15/29
• 分類(lèi)號(hào): C12N15/29;C07K14/415;A01H5/00;A01H6/46
• 代理公司: 成都方圓聿聯(lián)專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 51241
• 代理人: 李鵬

本發(fā)明公開(kāi)了一種玉米轉(zhuǎn)錄因子ZmEREB160基因及其應(yīng)用，ZmEREB160基因核苷酸序列如SEQ ID No.1所示。玉米轉(zhuǎn)錄因子ZmEREB160蛋白，其氨基酸序列如SEQ ID No.2所示。本發(fā)明的玉米轉(zhuǎn)錄因子ZmEREB160基因能提高植物耐干旱能力或滲透脅迫耐性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于基因領(lǐng)域，具體涉及玉米轉(zhuǎn)錄因子ZmEREB160基因及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

干旱、鹽漬、高溫等非生物脅迫嚴(yán)重影響玉米的生長(zhǎng)和產(chǎn)量，由于逆境在玉米的整個(gè)生長(zhǎng)周期有可能發(fā)生，玉米在長(zhǎng)期的進(jìn)化中，逐漸建立起相應(yīng)的抗性機(jī)制。為了提高玉米的耐旱、耐鹽等能力成為了育種中迫切的需要，挖掘玉米中具有應(yīng)用價(jià)值的抵抗環(huán)境脅迫的功能基因，培育耐旱的玉米種質(zhì)資源具有重要研究意義。轉(zhuǎn)錄因子AP2/EREBP家族參與了植物細(xì)胞發(fā)育、激素應(yīng)答和非生物逆境反應(yīng)，該類(lèi)基因表達(dá)對(duì)提高玉米在干旱脅迫下的耐性起著重要的作用。

大豆中GmERF3、GmERF057在煙草轉(zhuǎn)基因中，提高了煙草對(duì)鹽和干旱的耐性GmERF7能提高大豆的耐旱性。小麥EREBP轉(zhuǎn)錄因子W17基因可以顯著增強(qiáng)轉(zhuǎn)基因擬南芥耐寒性。這些研究表明，AP2家族蛋白參與了非生物脅迫的應(yīng)答，可以增強(qiáng)植物對(duì)干旱的耐性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題為：如何提供新的玉米轉(zhuǎn)錄因子ZmEREB160基因及其應(yīng)用。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

玉米轉(zhuǎn)錄因子ZmEREB160基因，其核苷酸序列如SEQ ID No.1所示。

玉米轉(zhuǎn)錄因子ZmEREB160蛋白，其氨基酸序列如SEQ ID No.2所示。

玉米轉(zhuǎn)錄因子ZmEREB160基因在提高玉米耐干旱能力上的應(yīng)用。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

ZmEREB160基因是通過(guò)全基因組關(guān)聯(lián)分析，與在干旱脅迫處理下的相對(duì)電導(dǎo)率表型性狀進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，發(fā)現(xiàn)的候選耐旱基因。ZmEREB160基因在玉米受到干旱脅迫的誘導(dǎo)，并且表達(dá)上調(diào)。說(shuō)明該基因?qū)Ω珊得{迫具有應(yīng)答，參與了玉米耐旱的作用。通過(guò)在擬南芥轉(zhuǎn)基因ZmEREB160的過(guò)表達(dá)株系中發(fā)現(xiàn)，增強(qiáng)了轉(zhuǎn)基因植株在幼苗時(shí)期對(duì)滲透脅迫的耐性。

附圖說(shuō)明

圖1 ZmEREB160基因在PEG脅迫處理下表達(dá)分析；

圖2 ZmEREB160轉(zhuǎn)基因擬南芥滲透脅迫處理，WT：擬南芥野生型，L3、L4和L5是ZmEREB160轉(zhuǎn)基因擬南芥株系。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1 ZmEREB160基因的篩選和克隆

選擇68份玉米自交系材料，種子播種于含有草炭土的營(yíng)養(yǎng)缽中，每份自交系種植30缽，每缽2粒種子。在溫室中培養(yǎng)，待玉米苗長(zhǎng)至三葉一心期時(shí)，進(jìn)行脅迫處理。對(duì)照每4天澆一次水，干旱脅迫停止?jié)菜?0天后測(cè)定相對(duì)電導(dǎo)率，3次重復(fù)。相對(duì)電導(dǎo)率測(cè)定方法按照張憲政主編的《作物生理研究法》。相對(duì)電導(dǎo)率的抗旱系數(shù)計(jì)算如下：

耐寒系數(shù)＝干旱測(cè)定值/對(duì)照測(cè)定值。

68份玉米自交系用IluminaMaizeSNP 55K芯片測(cè)定基因信息，通過(guò)軟件plink對(duì)芯片數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)控，獲得了40580個(gè)SNPs，挑選在玉米10條染色體上均勻分布的2642個(gè)SNPs，用STRUCTURE軟件進(jìn)行群體遺傳結(jié)構(gòu)劃分，并用SPAGeDi軟件進(jìn)行親緣關(guān)系計(jì)算。最后通過(guò)TASSEL軟件進(jìn)行全基因組關(guān)聯(lián)分析，采用MLM混合模型。

利用全基因組關(guān)聯(lián)分析玉米苗期干旱脅迫處理，找到與相對(duì)電導(dǎo)率關(guān)聯(lián)位點(diǎn)，在這個(gè)位點(diǎn)找了候選基因ZmEREB160。根據(jù)網(wǎng)站上B73的基因組設(shè)計(jì)引物擴(kuò)增ZmEREB160: