[發明專利]熱激相關基因ZmHsf11及其在調控植物耐熱性中的應用

有效

• 申請號: 202110582029.5
• 申請日: 2021-05-27
• 公開（公告）號: CN113088526B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 江海洋;秦倩倩;司偉娜;趙玉軍;彭曉劍
• 申請（專利權）人: 安徽農業大學
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C07K14/415;C12N15/82;C12N1/21;C12N15/11;A01H5/00;A01H5/10;A01H6/46
• 代理公司: 江蘇銀創律師事務所 32242
• 代理人: 何震花

本發明公開了熱激相關基因ZmHsf11及其在調控植物耐熱性中的應用，屬于生物技術領域。本發明首次報道了一種耐熱性負調控相關基因ZmHsf11及其蛋白。本發明通過研究發現，ZmHsf11基因的表達可以被高溫等逆境脅迫誘導，將其在水稻中過量表達，并對其進行功能鑒定，發現過量表達后，熱處理下過表達水稻植株的存活率顯著降低。對本發明獲得的ZmHsf11突變體進行功能鑒定，發現熱處理后突變體耐熱性顯著提高，表明其對植株耐熱能力起到負調控作用，從而為玉米耐高溫育種提供了新的技術基礎。

技術領域

本發明涉及分子生物學技術領域，具體涉及熱激相關基因ZmHsf11及其在調控植物耐熱性中的應用。

背景技術

玉米作為我國重要的糧飼作物之一，環境的稍微變化，都會降低其產量及品質。目前，環境的因素對玉米的生長與發育起到的影響，主要包括生物脅迫和非生物脅迫，其中對于生物脅迫采取的措施，可以通過利用除草劑和農藥等來解決其問題；而非生物脅迫則包括高溫、干旱、凍害等，無法利用其有效方法解決此類問題。特別是對農作物來說，每一種脅迫都會造成其低產或絕產(Liu et al.,2016)。

為此探究農作物在非生物脅迫下的響應分子機制，尋找其優良性狀基因，提高作物產量和品質。另外，伴隨著現代分子技術和分子遺傳育種的迅速發展，將優良基因轉化到優良株系中進行穩定遺傳表達，從而提高作物在逆境脅迫下的耐受性。因此，研究抗逆基因和培育出優良性狀的新品種，已成為植物抗逆遺傳育種研究熱點話題之一。

植物作為固著生物，高溫脅迫對其生長發育繁殖有很大影響，對于無利趨避性，植物只能通過體內環境調節來達到穩態以抵抗外界環境。當受到短暫高溫后，一些熱激基因的表達在體內被激活，使機體恢復生長后產生獲得耐熱性，而基礎耐熱性則是植物體在受到熱激時，體內的一些基因來調內環境的穩態，從而抵御外部環境。這就涉及到一些基因表達，如熱激蛋白等。根據已經報道的影響植物耐熱性的基因，包括植物激素或信號傳導相關基因、Ca2+信號通路、活性氧相關基因，以及起主要作用的熱激轉錄因子和熱激蛋白基因等(Mittler et al.,2012)。

熱激轉錄因子(Heat Shock Transcription Factor,HSF)作為熱脅迫信號途徑中的主要傳導元件，在熱激狀態下，激活相關基因的表達，調控植物體內的熱脅迫響應過程發揮著至關重要作用(Kotak et al.,2007)。HSFs家族分成A、B、C三大亞族，其翻譯產生的蛋白結構具有相似性，但這些結構在三大亞族中存在差異，例如某些B成員可能還含有抑制區(RD)(Nover et al.,2001)。所以說不同的HSF成員，其功能可能參與多種多樣的逆境脅迫。目前的研究表明，HSF的功能研究主要集中在干旱、鹽和高溫等脅迫上。

發明內容

本發明的目的在于篩選鑒定出能夠響應高溫的熱激相關基因ZmHsf11及其在調控植物耐熱性中的應用。

為達到上述目的，本發明采用了下列技術方案：本發明的一種熱激相關基因ZmHsf11，所述的熱激相關基因ZmHsf11的核苷酸序列如SEQ ID No.1所示。

本發明的一種熱激相關基因ZmHsf11編碼的蛋白質，為如下(1)或(2)所述的蛋白質：

(1)由序列表中的SEQI D No.2氨基酸序列組成的蛋白質；

(2)將序列表中的SEQI D No.2氨基酸殘基序列經過一至十個氨基酸殘基的取代和/或添加且具有熱激相關基因ZmHsf11基因功能由(1)衍生的蛋白質。

本發明的所述的熱激相關基因ZmHsf11的植物表達載體。

進一步地，包括將熱激相關基因ZmHsf11核酸分子插入表達載體p1301a，為過表達ZmHsf11基因載體，命名為p1301a-ZmHsf11。

本發明的植物表達載體的宿主菌。