本发明专利技术属于分子生物学、植物基因工程技术及作物遗传育种领域。本发明专利技术以卷果涩芥为材料，利用PCR技术克隆其抗冷性关键基因——CBF转录因子基因MsCBF，进行测序、鉴定和表达特性分析。利用该基因构建植物表达载体，通过农杆菌介导的遗传转化获得转基因植物。MsCBF基因的组成型表达提高了转基因植物对低温的耐受性。本发明专利技术发掘卷果涩芥潜在的抗冷基因资源，在农作物抗性育种领域具有巨大的潜在应用价值和经济效益。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术属于分子生物学、植物基因工程技术及作物遗传育种领域。本专利技术以卷果涩芥为材料，利用PCR技术克隆其抗冷性关键基因——CBF转录因子基因MsCBF，进行测序、鉴定和表达特性分析。利用该基因构建植物表达载体，通过农杆菌介导的遗传转化获得转基因植物。MsCBF基因的组成型表达提高了转基因植物对低温的耐受性。本专利技术发掘卷果涩芥潜在的抗冷基因资源，在农作物抗性育种领域具有巨大的潜在应用价值和经济效益。【专利说明】卷果涩芥抗冷关键基因MsCBF序列及其克隆和应用
本专利技术属于分子生物学、植物基因工程技术及作物遗传育种领域。具体涉及一个来自于新疆短命植物卷果涩芥的抗冷性关键基因MsCBF的克隆、鉴定、表达分析及其植物表达载体的构建，以及该基因在植物抗冷性基因工程中的应用。
技术介绍
低温是严重限制植物分布及影响植物生长的逆境因子之一，近年来由于全球性的气候异常逐年加剧，低温冷害对农业生产造成的损失也呈上升趋势，因此提高抗冷性已成为作物遗传育种的重要目标之一。已有的植物抗冷性分子机制研究表明，CBF(C-repeatbinding factor，C重复基序结合因子)转录因子在植物抗冷过程中起重要调控作用。许多植物可以通过冷驯化(cold acclimation,即一段时间处于零上低温)获得抵抗零下低温(freezing)的倉泛力(Thomashow MF, Plant cold acclimation:freezingtolerance genes and regulatory mechanisms.Annu Rev Plant Physiol Plant MolBiol, 1999,50:571-599)。经过冷驯化植物体内产生一系列生理生化变化，如积累抗冻物质可溶性糖和脯氨酸等，从而提高植物的抗冻能力。近10年来，研究者们对植物冷驯化的分子机制进行了深入和广泛的研究，并取得了显著进展。研究表明冷驯化过程涉及大量基因的诱导表达，从低温信号的感知到抗冻能力的提高，植物有着错综复杂的调控网络，这其中起关键调控作用的“ ICE-CBF-C0R通路”在植物中普遍存在，是目前研究最为详细的抗冷信号通路。低温可诱导植物中1000多个基因表达，其中170多个基因编码转录因子。据推测，在低温的条件下所有这些转录因子协同作用重建转录组。但是，与其它转录系统一样，某种转录因子起着调节枢纽的作用从而控制大量基因的表达，CBF转录因子在冷驯化中就是这样一个调节枢纽(Thomashow MF, Molecular basis of plant cold acclimation:Insights gained from studying t`he CBF cold response pathway.Plant Physiology,2010，154(2):571-577)?CBF是一类植物所特有的转录因子，可识别C0R(cold related)基因启动子区的 CRT/DRE(C-repeat/Dehydration Responsive Element)兀件(Stockinger EJ， etal.Arabidopsis thaliana CBFl encodes an AP2 domain-containing transcriptionalactivator that binds to the C-repeat/DRE， a cis-acting DNA regulatory elementthat stimulates transcription in response to low temperature and water deficit.Proceedings of the National Academy of Science of the USA，1997，94 (3):1035-1040)其基因家族现有CBF1、CBF2、CBF3、CBF4、CBF5和CBF6等多个小基因家族。CBF转录因子对于低温和渗透胁迫相关的多个基因起着分子开关作用(Thomashow MF，So what’ snew in the field of plant cold acclimation ? Lot !.Plant Physiology January,2001,125(1):89-93) 0 CBF基因受低温和干旱诱导表达后，其DNA结合域的AP2 (apetala2)基序就会与其靶基因的CRT/DRE元件特异性结合，进一步激活下游与低温、干旱、高盐相关的基因表达，从而提高植物耐受非生物胁迫尤其是耐受低温胁迫的能力(Liu Q，etal.Two transcription factors，DREBl and DREB2，with an EREBP/AP2 DNA bindingdomain separate two cellular signal transduction pathways in drought and lowtemperature responsive gene expression, respectively, in Arabidopsis.The PlantCell，1998，10:1391-1406 ;Gilmour S J，et al.Low temperature regulation of theArabidopsis CBF family of AP2 transcriptional activators as an early step incold-1nduced COR gene expression.The Plant Journal，1998，16(4):433-442)。CBF基因最初从拟南芥中克隆获得,此后陆续发现大麦、黑麦、小麦、番茄、油菜、玉米、甜樱桃、巴西橡胶树等多种植物中都具有CBF基因，与拟南芥CBF氨基酸序列具有较高同源性，同时低温条件下的作用途径也相似。这些结果表明，在高等植物中，与低温感应和耐受相关的CBF信号途径广泛存在。CBF转录因子被证实具有抗寒潜力后，已被相继转入拟南芥、烟草、西红柿、水稻、玉米、草莓等多种植物中，转基因植株抗寒能力均有不同程度提高，并且其中几例CBF的转入还提高了转基因植株的抗旱及抗盐能力。(Hsieh TH,et al.TlTomato plants ectopically expressing Arabidopsis CBFl show enhanced resistanceto water deficit stress.Plant Physiology,2002,130 (2):618-626 ;Ito Y,Katsura K,et al.Functional analysis of rice DREBl/CBF-type transcription factors involvedin cold-responsive gene expression in transgenic rice.Plant & Cell Physiology,2006,47(1):141-153 ;Al_Abed D, et本文档来自技高网...
【技术保护点】
从新疆短命植物卷果涩芥(Malcolmia?scorpioides)中克隆获得的一个抗冷关键基因MsCBF，其特征在于具有如下核苷酸序列：?1????ATGAACTCATTTTCTGCTTTTTCTGAGATGTTTGGCTCGGAATACGAGTCTCCGGTTTCT?61???TCCCCAGGCGGCGATTATAGTCCGACGCTGGCGTCTAGCTGTCCCAAGAAACCAGCGGGT?121??CGTAAGAAGTTTCGTGAGACTCGTCACCCGATTTACAGAGGAGTTCGTCGGAGAAACTCT?181??GGTAAGTGGGTGTGTGAGGTGAGAGAACCAAACAAGAAATCAAGAATTTGGCTCGGAACT?241??TTCCCAACCGCCGAGATGGCAGCTCGTGCTCACGACGTTGCCGCCATAGCCCTCCGTGGC?301??AGATCCACCTGCCTCAATTTCGCTGACTCGGCTTGGCGGCTACGAATCCCAGAGTCAACT?361??TGCGCTAAAGATATACAGAAGGCGGCTGCTGAAGCCGCGGAAGCTTTTCGAGATGAGATG?421??TGTGATACGACGACGGATCATGATTTAGATCTGGAAGAGACGATTGTAGAAGCTATCGTG?481??ACGGCGGAACAGAGCAATGGGTTTTACATGGACGAGGAGGACATGTTCGGCATGCCGAGG?541??TTAATGGCTAATATGGCCGAAGGGATGCTTTTGCCGCTGCCGTCCGTACAATGGAATCAC?601??AATTACGACGGTGACGGAGATGATGACGTATCCCTTTGGAGTTATTA?。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李群，赵琼珍，师秋菊，赖晓辉，马东建，
申请(专利权)人：新疆大学，
类型：发明
国别省市：
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