PwNAC1基因及其编码蛋白在植物抗逆中的应用制造技术

本发明专利技术公开了PwNAC1基因及其编码蛋白在植物抗逆中的应用。本发明专利技术提供的蛋白是如下a)或b)或c)或d)的蛋白：a)氨基酸序列是序列2所示的蛋白；b)在序列2所示的蛋白的N端和/或C端连接标签得到的融合蛋白；c)将序列2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的具有相同功能的蛋白；d)与序列2所示的氨基酸序列具有75％或75％以上的同源性且具有相同功能的蛋白。本发明专利技术发现新基因PwNAC1，将其导入拟南芥中得到转PwNAC1拟南芥植株。通过实验证明，转PwNAC1拟南芥植株的抗旱性和抗盐性显著提高，表明PwNAC1或其编码的蛋白具备抗逆性。

Application of PwNAC1 Gene and Its Encoding Protein in Plant Stress Resistance

【技术实现步骤摘要】
PwNAC1基因及其编码蛋白在植物抗逆中的应用
本专利技术属于生物
，具体涉及PwNAC1基因及其编码蛋白在植物抗逆中的应用。
技术介绍
盐害、干旱等非生物环境胁迫严重影响植物正常的生长发育，植物在漫长的进化过程中形成了一系列有效的抵御非生物胁迫的相应作用机制，而调控与胁迫响应相关基因的表达是植物应对外界不良环境的方法之一。逆境胁迫诱导表达基因可大致分为两大类：即功能蛋白编码基因和参与逆境胁迫信号转导过程的转录调控蛋白编码基因。NAC转录因子是植物中特异的转录调控因子。迄今为止，NAC转录因子在模式植物如拟南芥和水稻中的研究取得了重要的进展，但在木本植物中NAC转录因子研究较少，其功能尚不清楚。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是如何提高植物对盐和干旱等非生物胁迫的耐受能力。为解决上述技术问题，本专利技术首先提供了一种与植物抗逆性相关蛋白。本专利技术所提供的与植物抗逆性相关蛋白的名称为PwNAC1，来源于青杄(PiceawilsoniiMast.)，为如下a)或b)或c)或d)所述的蛋白：a)氨基酸序列是序列2所示的蛋白；b)在序列2所示的蛋白的N端和/或C端连接标签得到的融合蛋白；c)将序列2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的具有相同功能的蛋白；d)与序列2所示的氨基酸序列具有75％或75％以上的同源性且具有相同功能的蛋白。其中，序列2由271个氨基酸残基组成。为了使a)中的蛋白便于纯化，可在序列表中序列2所示的蛋白的氨基末端或羧基末端连接上如表1所示的标签。表1、标签的序列上述c)中的蛋白PwNAC1，所述一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加为不超过10个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加。上述c)中的蛋白PwNAC1可人工合成，也可先合成其编码基因，再进行生物表达得到。上述c)中的蛋白PwNAC1的编码基因可通过将序列1所示的DNA序列中缺失一个或几个氨基酸残基的密码子，和/或进行一个或几个碱基对的错义突变，和/或在其5′端和/或3′端连上表1所示的标签的编码序列得到。为解决上述技术问题，本专利技术又提供了与PwNAC1蛋白相关的生物材料。本专利技术提供的与PwNAC1蛋白相关的生物材料为下述A1)至A12)中的任一种：A1)编码PwNAC1蛋白的核酸分子；A2)含有A1)所述核酸分子的表达盒；A3)含有A1)所述核酸分子的重组载体；A4)含有A2)所述表达盒的重组载体；A5)含有A1)所述核酸分子的重组微生物；A6)含有A2)所述表达盒的重组微生物；A7)含有A3)所述重组载体的重组微生物；A8)含有A4)所述重组载体的重组微生物；A9)含有A1)所述核酸分子的转基因植物细胞系；A10)含有A2)所述表达盒的转基因植物细胞系；A11)含有A3)所述重组载体的转基因植物细胞系；A12)含有A4)所述重组载体的转基因植物细胞系。上述生物材料中，A1)所述核酸分子为如下1)或2)或3)所示的基因：1)其编码序列是序列1所示的cDNA分子或基因组DNA分子；2)与1)限定的核苷酸序列具有75％或75％以上同一性，且编码PwNAC1蛋白的cDNA分子或基因组DNA分子；3)在严格条件下与1)或2)限定的核苷酸序列杂交，且编码PwNAC1蛋白的cDNA分子或基因组DNA分子。其中，所述核酸分子可以是DNA，如cDNA、基因组DNA或重组DNA；所述核酸分子也可以是RNA，如mRNA或hnRNA等。其中，序列1由816个核苷酸组成，编码序列2所示的氨基酸序列。本领域普通生物技术人员可以采用已知的方法，如点突变等方法，对本专利技术的编码PwNAC1的核苷酸序列进行突变。那些经过人工修饰的，具有与本专利技术分离得到的PwNAC1的核苷酸序列75％或者更高同一性的核苷酸，只要编码PwNAC1且具有相同功能，均是衍生于本专利技术的核苷酸序列并且等同于本专利技术的序列。这里使用的术语“同一性”指与天然核酸序列的序列相似性。“同一性”包括与本专利技术的编码序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白的核苷酸序列具有75％或更高，或85％或更高，或90％或更高，或95％或更高同一性的核苷酸序列。同一性可以用肉眼或计算机软件进行评价。使用计算机软件，两个或多个序列之间的同一性可以用百分比(％)表示，其可以用来评价相关序列之间的同一性。上述75％或75％以上同一性，可为80％、85％、90％或95％以上的同一性。上述生物材料中，A2)所述的含有编码PwNAC1蛋白的核酸分子的表达盒(PwNAC1基因表达盒)，是指能够在宿主细胞中表达PwNAC1的DNA，该DNA不但可包括启动PwNAC1转录的启动子，还可包括终止PwNAC1转录的终止子。进一步的，所述表达盒还可包括增强子序列。更进一步的，可用于本专利技术的启动子包括但不限于：组成型启动子；组织、器官和发育特异的启动子及诱导型启动子。可用于本专利技术的终止子包括但不限于：农杆菌胭脂碱合成酶终止子(NOS终止子)、花椰菜花叶病毒CaMV35S终止子、tml终止子、豌豆rbcSE9终止子和胭脂氨酸和章鱼氨酸合酶终止子。在实际应用中，可用现有的表达载体构建含有所述PwNAC1基因表达盒的重组载体。所述植物表达载体包括双元农杆菌载体和可用于植物微弹轰击的载体等。如pAHC25、pBin438、pCAMBIA1302、pCAMBIA2300、pCAMBIA2301、pCAMBIA1301、pCAMBIA1300、pBI121、pCAMBIA1391-Xa或pCAMBIA1391-Xb(CAMBIA公司)等。使用PwNAC1基因构建重组表达载体时，可在其转录起始核苷酸前加上任何一种增强型、组成型、组织特异型或诱导型启动子，如花椰菜花叶病毒(CAMV)35S启动子、泛素(Ubiquitin)基因启动子(pUbi)等，它们可单独使用或与其它的植物启动子结合使用；此外，使用本专利技术的基因构建植物表达载体时，还可使用增强子，包括翻译增强子或转录增强子，这些增强子区域可以是ATG起始密码子或邻接区域起始密码子等，但必需与编码序列的阅读框相同，以保证整个序列的正确翻译。所述翻译控制信号和起始密码子的来源是广泛的，可以是天然的，也可以是合成的。翻译起始区域可以来自转录起始区域或结构基因。为了便于对转基因植物细胞或植物进行鉴定及筛选，可对所用植物表达载体进行加工，如加入在植物中表达可产生颜色变化的酶或发光化合物的基因(GUS基因、GFP基因、荧光素酶基因等)、具有抗性的抗生素标记物(庆大霉素标记物、卡那霉素、氯霉素标记物等)或是抗化学试剂标记基因(如抗除莠剂基因)等。从转基因植物的安全性考虑，可不加任何选择性标记基因，直接以逆境筛选转化植株。上述生物材料中，所述载体可为质粒、黏粒、噬菌体或病毒载体。在本专利技术的一个实施例中，所述重组载体具体可为在pCAMBIA1205载体上插入上述PwNAC1基因(序列1)得到的重组表达载体。上述生物材料中，所述微生物可为酵母、细菌、藻或真菌，如农杆菌。在本专利技术的一个实施例中，采用的农杆菌为GV3101。上述生物材料中，所述转基因植物细胞系均不包括繁殖材料。扩增上述PwNAC1基因全长或其任一片段的引物对也属于本专利技术的保护范围。为解决上述技术问题，本专利技术还提供了本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.蛋白，是如下a)或b)或c)或d)的蛋白：a)氨基酸序列是序列2所示的蛋白；b)在序列2所示的蛋白的N端和/或C端连接标签得到的融合蛋白；c)将序列2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的具有相同功能的蛋白；d)与序列2所示的氨基酸序列具有75％或75％以上的同源性且具有相同功能的蛋白。

【技术特征摘要】
1.蛋白，是如下a)或b)或c)或d)的蛋白：a)氨基酸序列是序列2所示的蛋白；b)在序列2所示的蛋白的N端和/或C端连接标签得到的融合蛋白；c)将序列2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的具有相同功能的蛋白；d)与序列2所示的氨基酸序列具有75％或75％以上的同源性且具有相同功能的蛋白。2.与权利要求1所述的蛋白相关的生物材料，为下述A1)至A12)中的任一种：A1)编码权利要求1所述的蛋白的核酸分子；A2)含有A1)所述核酸分子的表达盒；A3)含有A1)所述核酸分子的重组载体；A4)含有A2)所述表达盒的重组载体；A5)含有A1)所述核酸分子的重组微生物；A6)含有A2)所述表达盒的重组微生物；A7)含有A3)所述重组载体的重组微生物；A8)含有A4)所述重组载体的重组微生物；A9)含有A1)所述核酸分子的转基因植物细胞系；A10)含有A2)所述表达盒的转基因植物细胞系；A11)含有A3)所述重组载体的转基因植物细胞系；A12)含有A4)所述重组载体的转基因植物细胞系。3.根据权利要求2所述的相关生物材料，其特征在于：A1)所述核酸分子为如下1)或2)或3)所示的基因：1)其编码序列是序列1所示的cDNA分子或基因组DNA分子；2)与1)限定的核苷酸序列具有75％或75％以上同一性，且编码权利要求1所述的蛋白的cDNA分子或基因组DNA分子；3)在严格条件下与1)或2)限定的核苷酸序列杂交，且编码权...

【专利技术属性】
技术研发人员：张凌云，张鹤华，崔潇月，
申请(专利权)人：北京林业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11