本发明专利技术公开了一种玉米核因子基因ZmNF‑YB3，其中所述基因cDNA的核苷酸序列如SEQID No.1所示；其编码的氨基酸序列如SEQ ID No.2所示。本发明专利技术还公开了所述基因及其同源基因在培育抗逆特性改变植物中的应用，是以正义形式将该基因重组到植物表达载体中，利用转基因技术将重组基因导入植物细胞，获得转基因植株，从转基因植株及其后代中筛选出抗逆性或产量明显提高的株系，创造出在植物育种中具有应用价值的新种质。
【技术实现步骤摘要】
玉米核因子基因ZmNF-YB3及其同源基因的应用
本专利技术属植物生物工程育种领域，具体说，涉及一种玉米核因子基因ZmNF-YB3及 其同源基因在培育抗逆特性改变植物中的应用。
技术介绍
NF-Y(nuclear factor-y)是真核生物中普遍存在的一种转录因子复合物，由3个 不同的亚基（NF-YA/CBF-B/HAP2、NF-YB/CBF-A/HAP3 和 NF-YC/CBF-C/HAP5)组成，并通过作 用于其他调控因子的启动子来调节目的基因的表达。NF-YA是DNA序列特异性的亚基，结合 到基因启动子区的核心五聚体核苷酸CCAAT基序（motif)上。NF-YB和NF-YC是分别在结 构上类似组蛋白H2A和H2B的亚基。完整的NF-Y转录复合物与靶基因启动子中的CCAAT基 序结合，调控靶基因的转录。NF-Y复合体能够作为一个转录激活因子或阻遏因子起作用， 其与DNA的结合和转录调控活性也受到其它转录因子调节，后者通过与NF-Y亚基相互作用 起作用。植物NF-Y可分为NF-YA、NF-YB和NF-YC三个家族，每家族有8?39名成员，出现 了结构和功能的多样化，形成复杂的基因家族，而且每个家族不同成员参与了不同基因表 达的调控。 植物NF-Y基因功能初步研宄揭示，三个NF-Y家族的基因均有成员参与了植株生 长发育调控或植物与微生物相互作用，以及对逆境胁迫的响应。在进化过程中一些亚家族 成员形成了参与不同发育途径和代谢过程的特殊功能，如胚胎发育调控、根系发育和开花 时间控制、内质网应激调节、干旱胁迫响应、微生物感染及固氮根瘤形成等，在植物生长发 育调控中起关键作用。日益增多的证据表明，基于功能的专一性，至少有两类植物NF-Y蛋 白质存在：第一类表现较多的非专一性功能，在几个不同组织或不同生理条件下均出现表 达，参与NF-Y和其它TF伙伴的合作，可能在基因表达的精细调节方面有重要作用或参与多 条代谢及发育途径的调控，在植物对生长环境响应和生长发育调整中扮演着不可替代的角 色；第二类蛋白表达时空及强度精准，在特定的过程中起关键作用，很可能通过与特定的转 录因子相互作用发挥其特异的调控作用。植物NF-Y家族成员的功能在抗旱、耐盐性状上也 有重要作用，过表达AtNF-YBl和ZmNF-YB2能够增强植物抗旱性。 玉米NF-Y家族基因数量大，检索玉米基因组序列，发现玉米NF-YB成员28个。这 些NF-Y家族基因的功能研宄尚处起步阶段，只见到玉米ZmNF-YB2基因过表达提高了植株 的耐旱性的研宄报道和孟山都公司申请的专利。
技术实现思路
针对目前的研宄现状，本专利技术提供了一种玉米核因子基因ZmNF-YB3及其同源基 因在培育抗逆特性改变植物中的应用。 本专利技术所述的玉米核因子基因ZmNF-YB3,其特征在于：所述基因的核苷酸序列为 以下序列之一： (1) ZmNF-YB3的CDNA的核苷酸序列如SEQ ID No. 1所示；其编码的氨基酸序列如 SEQ ID No. 2 所示； (2)与⑴中SEQ ID No. 1所示的核苷酸序列至少80%同源的序列；或与⑴中 SEQ ID No. 2所示的氨基酸序列至少70%同源的序列。 上述的玉米核因子基因ZmNF-YB3的cDNA的核苷酸序列优选如SEQ ID No. 1所示 的序列；其编码的氨基酸序列如SEQ ID No. 2所示的序列。 本专利技术所述玉米核因子基因ZmNF-YB3在培育抗逆特性改变植物中的应用。本发 明ZmNF-YB3基因通过基因表达调控来参与植物抗逆过程，对于培育高产的转基因农作物 具有重要意义。 本专利技术所述的玉米ZmNF-YB3/GRMZM2G384528基因是从玉米cDNA中克隆，其方法 是从玉米基因组中鉴别ZmNF-YB3序列并克隆，以全长部分序列与植物启动子融合（以正 义或反义形式），产生融合基因或RNAi结构，然后将融合基因或RNAi结构插入到植物表达 载体中，采用转基因技术将重组基因或RNAi结构导入植物细胞，获得转基因植株；通过检 测转基因表达和对植株进行性状鉴定，从中筛选出目标性状明显改变的转基因植株及其后 代，创造出在植物育种中具有应用前景的新种质和新品种。具体方案如下： ZmNF-YB3基因的表达分析 以耐旱自交系Q319和干旱敏感自交系65232为材料，比较苗期干旱处理对它们转 录组的影响，选出在不同基因型中变化趋势不同的转录因子。然后，采用定量RT-PCR技术 测定这些基因的在不同胁迫条件下的表达强度，确定目标基因的表达变化是否与胁迫处理 有关和在不同基因型中的差异。ZmNF-YB3在玉米根中表达丰度小于叶片中，渗透胁迫处理 24h时，表达丰度在耐旱自交系Q319的叶片中大幅度上升，在根中出现下降；而在旱敏感自 交系65232的叶和根中均大幅度下降。耐旱自交系Q319在渗透胁迫处理48h和之后复水 24h时，叶和根中ZmNF-YB3表达丰度变化不大，而旱敏感自交系65232在根中的表达水平在 渗透胁迫处理48h时明显上升，但仍低于Q319的，复水24h时表现下降，而在叶中处理48h 时无明显变化，复水24h又显著上升。根据这种表达特性，可确定当植株遭受干旱胁迫处理 时，ZmNF-YB3/GRMZM2G384528的表达在两个耐旱性不同的自交系中有差异，且在耐旱性强 的自交系中保持较高表达水平，是进行抗逆转基因研宄的候选基因。对ZmNF-YB3基因在拟 南芥和水稻中的同源基因进行搜索，依赖于已有的研宄资料，未找到可提示ZmNF-YB3基因 功能的资料。 转基因植株的产生 将ZmNF-YB3基因编码框或RNAi结构分别与胁迫诱导型的启动子如Prd29B、 Prd29A等或组成型启动子融合，重组到植物表达载体中，采用农杆菌介导法或基因枪轰击 法将融合基因或RNAi结构转入植物，产生转基因株系。在农杆菌为中介的玉米遗传转化 中，首先构建出载体 pCambial300-Prd29B: :ZmNF-YB3-PCaMV35S: :bar 和 pFGC5941-Prd29B ::ZmNF-YB3-PCaMV35S: :bar，ZmNF-YB3由渗透胁迫诱导型启动子Prd29B启动，筛选标记基 因bar由花椰菜花叶病毒35SRNA启动子启动。通过遗传转化将质粒的T-DNA区转入玉米 骨干自交系。转化苗移栽成活后套袋自交，收获种子，通过除草剂草丁膦筛选和分子生物学 检测方法（PCR、Southern blotting、RT-PCR)检测转化植株后代，获得了转基因植株。通过 连续3代的自交和分子鉴定，产生了转基因纯合株系。通过选择，获得保持受体基因型特征 的ZmNF-YB3基因表达丰度显著高于未转基因植株的过表达株系，和ZmNF-YB3表达丰度显 著低于未转基因植株的转RNAi结构的株系。 转基因植株的性状检测及利用 对通过连续套袋自交数代的转基因纯合植株，首先确定它们在正常栽培条件下生 长发育是否正常。采用胁迫诱导型启动子启动的ZmNF-YB3基因或其RNAi结构，转基因纯 合系一般形态特征和生长发育正常，在非胁迫条件下与未转基因对照植株无本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种玉米核因子基因ZmNF‑YB3，其特征在于：所述基因的核苷酸序列为以下序列之一：(1)ZmNF‑YB3的cDNA的核苷酸序列如SEQ ID No.1所示；其编码的氨基酸序列如SEQ ID No.2所示；(2)与(1)中SEQ ID No.1所示的核苷酸序列至少80％同源的序列；或与(1)中SEQ ID No.2所示的氨基酸序列至少70％同源的序列。
【技术特征摘要】
1. 一种玉米核因子基因 ZmNF-YB3,其特征在于：所述基因的核苷酸序列为以下序列之 (1) ZmNF-YB3的cDNA的核苷酸序列如SEQ ID No. 1所示；其编码的氨基酸序列如SEQ ID No. 2 所示； (2) 与（1)中SEQ ID No. 1所示的核苷酸序列至少80%同源的序列；或与（1)中SEQ ID No. 2所示的氨基酸序列至少70%同源的序列。2. 如权利要求1所述的玉米核因子基因 ZmNF-YB3,其特征在于：所述基因的cDNA的核 苷酸序列如SEQ ID No. 1所示；其编码的氨基酸序列如SEQ ID No. 2所示。3. 权利要求1或2所述玉米核因子基因 ZmNF...
【专利技术属性】
技术研发人员：张举仁，李朝霞，王保梅，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37
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