植物胁迫反应性MYC类转录因子及其编码基因和应用制造技术

本发明专利技术公开了植物胁迫反应性MYC类转录因子及其编码基因和应用。本发明专利技术首先公开了从棉花中分离的MYC类转录因子编码基因，其多核苷酸序列为SEQ ID No.4所示，其编码的氨基酸序列为SEQ ID No.5所示。本发明专利技术还公开了含有所述转录因子编码基因的重组表达载体和重组宿主细胞。通过拟南芥转基因功能分析实验证明，在植物中过表达从棉花中分离的棉花MYC类转录因子编码基因能够有效提高植物对高盐或干旱等非生物逆境胁迫的抗性。本发明专利技术植物胁迫反应性MYC类转录因子及其编码基因在提高植物对逆境胁迫抗性以及培育耐逆境胁迫的转基因植物新品种等方面有重要的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
植物胁迫反应性MYC类转录因子及其编码基因和应用
本专利技术涉及转录因子，尤其涉及从棉花中分离的MYC类转录因子编码基因，本专利技术还涉及含有所述棉花MYC类转录因子编码基因的重组表达载体和重组宿主细胞，本专利技术进一步涉及棉花MYC类转录因子及其编码基因在调控植物对逆境胁迫抗性以及培育耐逆境胁迫的转基因植物新品种中的应用，属于棉花MYC类转录因子及其应用

技术介绍
植物中髓细胞组织增生蛋白(Myelocytomatosisproteins，MYCs)即MYC类转录因子，具有多种调节功能，并广泛存在于动植物中。在已经发现的MYC类转录因子中，MYC2是研究最为深入的一个，目前在模式植物拟南芥中发现MYC2转录因子通过形成COⅠ1/JAZs/MYC2复合物发挥调控作用，参与JA、ABA等激素信号转导过程。如拟南芥的AtMYC2转录因子，在逆境下表达增强。在干旱胁迫下，AtMYC2蛋白也作为ABA诱导的转录激活子发挥功能。干旱和盐渍是诸多非生物逆境中对作物危害最为严重的自然灾害，严重影响作物的产量和种植面积。据不完全统计，全世界的干旱地区占陆地总面积的三分之一，且有逐年增加的趋势。土壤盐碱化和次生盐碱化问题在世界范围内广泛存在，特别是干旱、半干旱地区，问题更为严重。棉花是最耐盐的农作物之一，其耐盐性因品种、生育阶段、器官以及土壤盐分种类等不同而差异较大。因此，从棉花中克隆MYC类转录因子编码基因并将其应用于调控农作物的抗逆境胁迫以及培育耐逆境胁迫的转基因植物新品种，对植物抗逆性能的提高将具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一类植物胁迫反应性MYC类转录因子及其编码基因；本专利技术的目的之二是提供含有所述MYC类转录因子编码基因的重组表达载体以及含有该重组表达载体的重组宿主细胞；本专利技术的目的之三是将所述的棉花MYC类转录因子及其编码基因应用于调控植物对逆境胁迫的抗性以及培育耐逆境胁迫的转基因植物新品种。本专利技术的上述目的是通过以下技术方案来实现的：本专利技术从棉花(GossypiumhirsutumL.)分离了GhMYC4转录因子编码基因，其多核苷酸为(a)、(b)、(c)、(d)或(e)所示：(a)、SEQIDNo.4所示的多核苷酸；或(b)、编码SEQIDNo.5所示氨基酸的多核苷酸；或(c)、与SEQIDNo.4的互补序列在严谨杂交条件能够进行杂交的多核苷酸，该多核苷酸所编码蛋白质仍具有GhMYC4转录因子功能；或(d)、与SEQIDNo.4所示的多核苷酸至少有90％或以上同源性的多核苷酸，优选的，与SEQIDNo.4所示的多核苷酸至少有95％或以上同源性的多核苷酸，最优选的，与SEQIDNo.4所示的多核苷酸至少有98％或以上同源性的多核苷酸；或(e)、在SEQIDNo.4所示的多核苷酸的基础上进行一个或多个碱基的缺失、取代或插入的多核苷酸变体，且该多核苷酸变体所编码的蛋白仍具有GhMYC4转录因子的功能或活性。本专利技术还公开了由所述转录因子基因编码的GhMYC4转录因子，其氨基酸为(a)或(b)所示：(a)、SEQIDNo.5所示的氨基酸；(b)、将SEQIDNo.5所示的氨基酸通过一个或多个氨基酸残基的替换、缺失或/和插入而衍生得到的仍具有GhMYC4转录因子功能或活性的蛋白变体。本专利技术所述的蛋白变体可由遗传多态性或人为操作产生，这些操作方法通常为本领域所了解。例如，可通过DNA的突变来制备GhMYC4转录因子的氨基酸序列变体或片段，其中用于诱变或改变多核苷酸的方法为本领域所习知。其中，保守的取代是将一种氨基酸残基替换成具有相似性质的另一种氨基酸。本专利技术所述的GhMYC4转录因子及其编码基因包括天然存在的序列和变体两种形式。“变体”意指基本相似的序列，对于多核苷酸，变体包含天然多核苷酸中一个或多个位点处一个或多个核苷酸的缺失、插入或/和替换。对于多核苷酸，保守的变体包括由于遗传密码的简并性而不改变编码的氨基酸序列的那些变体。诸如此类天然存在的变体可通过现有的分子生物学技术来鉴定。变体多核苷酸还包括合成来源的多核苷酸，例如采用定点诱变所得到的仍编码SEQIDNo.5所示的氨基酸的多核苷酸变体，或者是通过重组的方法(例如DNA改组)。本领域技术人员可通过以下分子生物技术手段来筛选或评价变体多核苷酸所编码蛋白的功能或活性：DNA结合活性、蛋白之间的相互作用，瞬时研究中基因表达的激活情况或转基因植物中表达的效应等。本专利技术还公开了含有所述的GhMYC4转录因子编码基因的重组表达载体；所述的重组表达载体是重组植物表达载体。本专利技术还公开了含有所述的重组表达载体的重组宿主细胞。将所述棉花GhMYC4转录因子编码基因可操作的与表达调控元件相连接，得到可以在植物中表达该编码基因的重组植物表达载体；该重组植物表达载体可以由5′端非编码区，SEQIDNo.4所示的核苷酸和3′非编码区组成；其中，所述的5′端非编码区可以包括启动子序列、增强子序列或/和翻译增强序列；所述的启动子可以是组成性启动子、诱导型启动子、组织或器官特异性启动子；所述的3′非编码区可以包含终止子序列、mRNA切割序列等。合适的终止子序列可取自根癌农杆菌的Ti-质粒，例如章鱼碱合成酶和胭脂碱合成酶终止区。另外，本领域技术人员可以将SEQIDNo.4所示的核苷酸进行优化以增强在植物中的表达效率。例如，可采用目标植物的偏爱密码子进行优化来合成多核苷酸以增强在目标植物中的表达效率。所述重组植物表达载体还可含有用于选择转化细胞的选择性标记基因。选择性标记基因用于选择经转化的细胞或组织。标记基因包括：编码抗生素抗性的基因以及赋予除草化合物抗性的基因等。此外，所述的标记基因还包括表型标记，例如β-半乳糖苷酶和荧光蛋白等。本专利技术还涉及将所述的棉花GhMYC4转录因子编码基因引入到植物中以提高植物对逆境胁迫的抗性。本专利技术进一步公开了所述的棉花GhMYC4转录因子编码基因在提高植物对逆境胁迫抗性中的应用，包括以下步骤：(1)构建含有所述棉花GhMYC4转录因子编码基因的重组植物表达载体；(2)将所构建的重组植物表达载体转化到植物或植物细胞中；(3)培育筛选得到对逆境胁迫抗性提高的转基因植物新品种。本专利技术进一步公开了一种培育耐逆境胁迫的转基因植物新品种的方法，包括以下步骤：(1)构建含有所述棉花GhMYC4转录因子编码基因的重组植物表达载体；(2)将所构建的重组植物表达载体转化到植物或植物细胞中；(3)培育筛选得到对逆境胁迫抗性提高的转基因植物新品种。其中，所述的逆境胁迫包括高盐或干旱等各种非生物逆境胁迫。转化方案以及将所述多核苷酸或多肽引入植物的方案可视用于转化的植物(单子叶植物或双子叶植物)或植物细胞的类型而变化。将所述多核苷酸或多肽引入植物细胞的合适方法包括：显微注射、电穿孔、农杆菌介导的转化、直接基因转移以及高速弹道轰击等。在特定的实施方案中，可利用多种瞬时转化法将本专利技术的GhMYC4转录因子基因提供给植物。在其它实施方案中，本专利技术的GhMYC4转录因子基因可通过将植物与病毒或病毒核酸接触来引入到植物中，通常，这样的方法涉及将本专利技术的GhMYC4转录因子基因构建体引入病毒DNA或RNA分子中。利用常规方法可使已转化的细胞再生稳定转化植株(McCorm本文档来自技高网...

【技术保护点】
从棉花(Gossypium hirsutum L.)分离的GhMYC4转录因子编码基因，其特征在于，其多核苷酸为(a)、(b)、(c)、(d)或(e)所示：(a)、SEQ ID No.4所示的多核苷酸；或(b)、编码SEQ ID No.5所示氨基酸的多核苷酸；或(c)、与SEQ ID No.4的互补序列在严谨杂交条件能够进行杂交的多核苷酸，该多核苷酸所编码蛋白质仍具有GhMYC4转录因子功能；或(d)、与SEQ ID No.4所示的多核苷酸至少有90％或以上同源性的多核苷酸，优选的，与SEQ ID No.4所示的多核苷酸至少有95％或以上同源性的多核苷酸，最优选的，与SEQ ID No.4所示的多核苷酸至少有98％或以上同源性的多核苷酸；或(e)、在SEQ ID No.4所示的多核苷酸的基础上进行一个或多个碱基的缺失、取代或插入的多核苷酸变体，且该多核苷酸变体所编码的蛋白仍具有GhMYC4转录因子的功能或活性。

【技术特征摘要】
1.从棉花(GossypiumhirsutumL.)分离的GhMYC4转录因子编码基因，其特征在于，其多核苷酸为SEQIDNo.4所示。2.权利要求1所述编码基因编码的GhMYC4转录因子，其特征在于，其氨基酸为SEQIDNo.5所示。3.含有权利要求1所述的编码基因的重组表达载体。4.按照权利要求3所述的重组表达载体，其特征在于：所述重组表达载体是重组植物表达载体。5.权利要求1所述的编码基因在提高植物对逆境胁迫抗性中的应用；其中，所述的逆境胁迫是高盐或干旱；所述植物是单子叶植物。6.按照权利要求5所述的应用，其特征在于，包括以下步骤：(1)构建含有权利要求1所述的编码基因的重组植物表达载体...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴燕民，周美亮，刘博欣，孙占敏，唐益雄，
申请(专利权)人：中国农业科学院生物技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11