本发明专利技术中公开了一种欧美杂交葡萄品种巨峰抗逆基因VlbZIP36及其应用。所公开的基因完整开放阅读框序列全长969bp，编码322个氨基酸。发明专利技术人发现过量表达VlbZIP36的转基因拟南芥在种子萌发期、幼苗期、成熟期均表现出增强对干旱胁迫的抗性，且该抗性与相对电导率和丙二醛的改变及胁迫相关基因的表达增强有关。VlbZIP36基因是通过限制水分丢失，调控抗氧化酶的活性从而清除ROS，转录调控相关目标基因的表达水平，在转基因拟南芥上起到增强干旱胁迫抗性的作用。所公开的应用是基因VlbZIP36用于提高植株的抗旱胁迫能力的应用。
European and American Hybrid grape variety Kyoho resistance gene VlbZIP36 and its application
The invention discloses a hybrid Kyoho grape varieties and resistance gene VlbZIP36 and its application. The full-length open reading frame sequence of the gene is 969bp, encoding 322 amino acids. The inventor found that overexpression of VlbZIP36 in transgenic Arabidopsis seed germination stage, seedling stage and mature stage showed enhanced resistance to drought stress, and the expression of resistance and relative conductivity and MDA changes and stress related genes. The VlbZIP36 gene is restricted by water loss, the regulation of the activity of antioxidant enzymes to remove ROS, the expression level of transcriptional regulation of target genes, to enhance drought resistance in transgenic Arabidopsis. The disclosed application is the application of gene VlbZIP36 for improving the ability of drought resistance of plants.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及植物抗逆基因鉴定及基因工程
，特别涉及一个欧美杂交葡萄品种巨峰抗逆基因VlbZIP36。
技术介绍
碱性亮氨酸拉链bZIP转录因子是真核生物转录因子中分布最广泛、最保守的一类蛋白，在人、动物、植物、微生物和昆虫中均有发现。目前bZIP转录因子已经在多种植物上相继被发现，例如，拟南芥基因组上有75个，水稻基因组中有89或92个，大豆中发现47个，高粱中发现92个，玉米中发现125个，葡萄基因组中发现47或55个等。根据它们的结构域的相似性和保守性，可以分为10个亚家族，即A,B,C,D,E,F,G,H,I,S；或者13个亚家族，即A,B,C,D,E,F,G,H,I,J,K,L,S等。植物bZIP转录因子的结构特点是：(1)肽链C末端包含一个高度保守的bZIP结构域，其结构域是由DNA结合结构区和亮氨酸拉链结构区组成。亮氨酸拉链区与DNA结合结构区紧密相连，每7个氨基酸就包含有一个亮氨酸。亮氨酸拉链形成一个两亲的螺旋结构，该结构参与bZIP蛋白与DNA结合之前的二聚体化；(2)转录因子的N末端含有酸性激活区；(3)形成二聚体形式后，肽链C末端的DNA结合结构区与DNA直接结合。此外，在bZIP结构域以外，还有一些其他的保守结构域，比如脯氨酸富含域、谷氨酰胺富含域及酸性氨基酸结构域，这些结构域可能具有转录激活的作用。葡萄是世界上栽培最广泛的果树之一，具有重要的食用价值和经济价值。但由于常常暴露在各种生物和非生物胁迫中，严重影响其在大田中的产量和品质。生产上的栽培葡萄品种大多属于欧洲葡萄，具有抗逆性较差的特点，但我国的野生葡萄不仅抗逆、抗病性较强，而且与欧洲葡萄杂交亲和性较好，可以有效地将抗性基因与欧洲葡萄品质性状相结合来进行葡萄种质资源的遗传改良。研究植物在不良环境下生命活动规律，揭示其抗逆性的生理基础及分子机制，不仅有助于全面了解植物的正常生理活动，而且对培育具有抵抗不良环境性状的优良品种具有重要的指导作用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一个欧美杂交葡萄品种巨峰抗逆基因VlbZIP36，并证明了该基因在抗逆方面的功能。为了实现上述任务，本专利技术采用如下的技术解决方案：一种欧美杂交葡萄品种巨峰抗逆基因VlbZIP36，其特征在于，该欧美杂交葡萄品种巨峰抗逆基因VlbZIP36的编码区序列如下：本专利技术首次构建了pCAMBIA2300-35S-VlbZIP36过量表达载体，并通过花絮浸染法将其导入模式植物拟南芥。研究了欧美杂交葡萄品种巨峰抗逆基因VlbZIP36过量表达的转基因株系和野生对照在渗透胁迫，失水处理，长期干旱胁迫处理下的生长情况。本专利技术的欧美杂交葡萄品种巨峰抗逆基因VlbZIP36能明显提高拟南芥对于渗透胁迫，失水处理及长期干旱胁迫的耐受力。本专利技术的VlbZIP36基因是通过限制水分丢失，调控抗氧化酶的活性从而清除ROS，转录调控ABA及胁迫相关基因的表达水平，在转基因拟南芥上起到增强干旱胁迫抗性的作用。专利技术人发现与野生型相比转基因拟南芥株系展现出增强脱水胁迫的抗性。而该抗性的增强表现在转基因株系水分持有力的增强(减少失水率，更少的叶片萎焉)和细胞损伤程度的减轻(减少细胞死亡率，更低的电导率和丙二醛含量)。以上结果都表明野生毛葡萄商-24抗逆基因VqbZIP39在拟南芥中的过量表达提高了植株的抗旱胁迫的能力。附图说明图1是VlbZIP36与其他植物bZIP氨基酸序列比较；其中：A图为VlbZIP36与其它植物bZIP氨基酸序列的系统进化分析；B图为VlbZIP36高度保守的氨基酸残基序列与其它植物中bZIP的氨基酸残基序列多重序列比对，其中相关基因的Genbank登录号为AtbZIP60(NP_174998.1)，OsbZIP74(XP_015641141.1)，AtABF2(NP_001185157.1)，AtABF3(NP_849490.2)，OsbZIP10(XP_015650926.1)，OsbZIP11(XP_015625853.1)，AtABF1(NP_564551.1)，AtABF4(NP_566629.1)，AtABI5(NP_565840.1)，OsABF1(XP_015612904.1)和OsbZIP14(XP_015622690.1)。图2是VlbZIP36启动子在拟南芥T3代植株中不同生长阶段的表达模式情况；A图为生长在MS培养基24小时的成熟胚，标尺为200μm；B图为生长在含有300mM甘露醇的MS培养基48小时的成熟胚，标尺为200μm；C图为5天龄的幼苗，标尺为500μm；D图为2周龄的苗子，标尺为2mm；E图为在含有300mM甘露醇的MS培养基中生长7天的2周龄的苗子，标尺为2mm；F图为3周龄的苗子；G图为失水处理2小时后的3周龄苗子；H图为用10μM ABA处理1小时后的3周龄苗子，标尺为2mm；I图为3周龄苗子的保卫细胞，标尺为50μm；J图为失水处理2小时后的3周龄苗子的保卫细胞，标尺为50μm；K图为用10μM ABA处理1小时后的3周龄苗子的保卫细胞，标尺为50μm；L图为花絮，标尺为2mm；M图为花，标尺为200μm；N图为花的花柱和花药，标尺为200μm；O图为角果，标尺为1mm。图3是在渗透胁迫下野生型和VlbZIP36转基因拟南芥株系(13#、31#和32#)的种子萌发情况；A图为野生型和转基因株系种子在MS培养基、添加350mM甘露醇的MS培养基上培养3天后的形态学图片；B图为野生型和转基因种子在MS培养基、添加300、325和350mM甘露醇的MS培养基上培养3天后的发芽率情况；*表示与野生对照相比有显著差异，**表示与野生对照相比有极显著差异(*0.01<P<0.05,**P<0.01)。图4是在渗透胁迫下野生型和VlbZIP36转基因拟南芥株系(13#、31#和32#)的子叶绿化情况；A图为野生型和转基因株系种子在MS基础培养基、添加300、325、350mM甘露醇的MS培养基上培养6天后的子叶绿化图片；B图为野生型和转基因株系在MS基础培养基、添加300、325、350mM甘露醇的MS培养基上培养6天后的子叶绿化情况；C图为野生型和转基因株系在MS基础培养基、添加350mM甘露醇的MS培养基上不同生长时间的子叶绿化情况；*表示与野生对照相比有显著差异，**表示与野生对照相比有极显著差异(*0.01<P<0.05,**P<0.01)。图5是与野生型相比VlbZIP36转基因拟南芥株系(13#、31#和32#)在发芽后生长期间增强对渗透胁迫的抗性；A图为野生型和转基因幼苗在MS基础培养基、添加300、350mM甘露醇的MS培养基上培养7天后的形态学图片；B图为野生型和转基因幼苗在MS基础培养基、添加300、350mM甘露醇的MS培养基上培养7天后的根长统计情况；C、D图为一周龄的野生型和转基因株系从MS基础培养基中转移到MS培养基、添加不同浓度甘露醇的MS培养基上培养7天后的相对电导率(C)和丙二醛含量(D)；E图为野生型和转基因株系在土里进行干旱处理的形态学图片及统计的存活率；DDT代表干旱处理的天数。*表示与野生对照相比有显著差异，**表示与野生对照相比有极显著差异(本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种欧美杂交葡萄品种巨峰抗逆基因VlbZIP36，其特征在于，该基因的编码区序列如SEQ NO.1所示。
【技术特征摘要】
1.一种欧美杂交葡萄品种巨峰抗逆基因VlbZIP36，其特征在于，该基因的编码区序列如SEQ NO.1...
【专利技术属性】
技术研发人员：王西平，涂明星，
申请(专利权)人：西北农林科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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