一个植物抗逆相关蛋白、编码基因及应用制造技术

本发明专利技术一个植物抗逆相关蛋白、编码基因及应用，该植物抗逆相关蛋白ZmC2H2-1是如下a)或b)的蛋白：a)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；b)在序列表中序列2的氨基酸序列经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸且与开花相关的由a)衍生的蛋白质。本发明专利技术还公开了该植物抗逆相关蛋白的编码基因。该植物抗逆相关蛋白、编码基因是可以显著提高植物的耐受非生物胁迫的能力，在调控植物抗逆性方面具有重要的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及植物基因工程领域，更具体的说，涉及一种与植物抗逆性相关的蛋白ZmC2H2-1、编码基因及应用。
技术介绍
干旱、盐渍和低温是作物生长常常遇到的恶劣环境条件，严重影响作物的产量和种植面积。研究表明植物在干旱缺水、高盐和低温等条件下会造成渗透胁迫，其基因表达发生了一系列变化，大量逆境相关基因被诱导表达或抑制表达。这些基因的表达产物可分为二类：一类为功能蛋白，直接参与植物细胞抗逆反应，包括各类渗透调节分子、LEA蛋白、抗冻蛋白、侣伴分子和抗氧化酶类等；另一类为调控蛋白，它们参与植物对逆境信号应答反应过程中的基因表达调节和信号传导，包括转录因子，蛋白激酶等。调控蛋白由于可以调节多个抗逆相关基因的表达，因而在植物抗逆应答中起着重要作用。C2H2类蛋白的锌指区一般为CX2-4CX3FX3-LX2HX3-H，锌指基序为两个Cys和两个His结合一个Zn2+形成配位键，从而形成紧密指状结构，包含一个α螺旋与一个发夹结构。C2H2型植物锌指蛋白有两个显著的结构特征：一是两个相邻锌指结构间的间隔较长；二是锌指与DNA接触面处有一段高度保守的氨基酸序列QALGGH。植物C2H2型锌指蛋白参与植物各个时期的生长发育、胁迫应答的调控过程。植物中第一个发现的C2H2基因是矮牵牛中TAZ转录因子，其参调控绒毡层的发育和花粉成熟，在花药发育减数分裂前期，经典C2H2家族成员TAZ1特异表达在除绒毡层和配子体之外的花药细胞，而到减数分裂后期，TAZ1则仅在绒毡层中表达。TAZ1功能缺失的转基因植株绒毡层发育异常甚至早熟退化，大多数花粉粒败育，未败育花粉粒也由于不能形成正常花粉壁，导致后代萌发率极低。除了参与植物的生长发育外，植物C2H2锌指蛋白也与植物逆境胁迫相关。利用酵母盐敏感突变体筛选出的STZ能补偿因钙调磷酸酶缺陷所导致的酵母盐敏感性。OsTZF1与ZAT12受干旱，高盐，过氧化氢，ABA水杨酸的诱导，而且过表达ZAT12的转基因植株耐冷、旱、盐性均提高。Lippuner等发现拟南芥中AZF2依赖于ABA的信号途径，STZ、AZF1、AZF3等不依赖于ABA的信号途径响应冷和盐逆境胁迫。受低温胁迫诱导的SCTF-1基因在烟草中过量表达能够明显提高转基因烟草的耐冷能力。过表达受低温诱导的另一基因SCOF-1的拟南芥和烟草，可以提高其耐寒性，SCOF-1通过与bZIP类转录因子SGBF-1互作，增强SGBF-1与冷调节基因COR启动子区的CTR/DRE顺式作用元件以及ABA应答元件ABRE结合，从而促进COR基因的表达，提高了植株的耐冷性。水稻上中C2H2蛋白RZF71(Ricezincfinger71)与RZF5(Ricezincfinger5)能够提高植物对渗透胁迫的耐受能力。多数C2H2蛋白是植物响应逆境的正调节子，而有些锌指蛋白是逆境响应的负调节物，当其功能缺失的转基因植株耐逆性增强，过表达时能降低植物的耐逆性，如水稻的DST，棉花的GhDi19-1和GhDi19-2等(Cui,etal.2011)。
技术实现思路
本专利技术从玉米中分离了一个C2H2类转录因子，并对其功能进行了研究，表明该基因是玉米抗逆应答的负调节因子，预示其抑制表达可以提高植物的对逆境的抵抗能力。本专利技术总的目的是从重要农作物玉米中分离一种参与植物抗逆应答的C2H2类转录调控因子及其编码基因，过表达该调控因子可降低植物对逆境的抵抗力。本专利技术所提供的蛋白，名称为ZmC2H2-1，来源于玉米B73，属C2H2类转录因子。本专利技术采用cDNA文库PCR扩增的方法，获得了ZmC2H2-1基因的编码(codingsequence，CDS)序列。ZmC2H2-1基因的CDS序列包含1251bp(序列1)，编码416个氨基酸(终止子未计入，序列2)。本专利技术所克隆的ZmC2H2-1基因产物在细胞核中表达(图1)。本专利技术所克隆的ZmC2H2-1基因在逆境条件下受诱导下调表达，如高盐、干旱、ABA等逆境条件均可抑制其表达(图2)。本专利技术把ZmC2H2-1基因构建到植物表达载体上，启动子为Ubiqutin，得到C2H2-1过表达质粒(图3)，将其转化到农杆菌EHA105中，用农杆菌转化拟南芥并获得了转基因植株。把转基因植株与未转基因的野生型植株在逆境胁迫条件下进行比较，结果表明，逆境条件下ZmC2H2-1的过表达导致植物的失水率提高(图4)，植株的抗盐性降低(图5)，抗旱性降低(图6)，说明ZmC2H2-1参与了植物抗逆应答的负调控。附图说明图1为ZmC2H2-1蛋白的亚细胞定位图；图2为ZmC2H2-1蛋白在逆境条件下的表达结果图；图2(A)为地上嫩芽在逆境条件下的表达结果图，图2(B)为地下根部在逆境条件下的表达结果图；图3为ZmC2H2-1的过表达载体pGWCVP64-C2H2-1的图谱；图4为ZmC2H2-1转基因拟南芥的失水率检测结果图；图5为ZmC2H2-1转基因拟南芥在高盐条件下的抗性试验结果图；图6为ZmC2H2-1转基因拟南芥在干旱条件下的抗性试验结果图。具体实施方式实施例1、玉米ZmC2H2-1基因cDNA的克隆以玉米B73的cDNA文库为模板进行RT-PCR扩增，PCR引物如下：FW-C2H2-1：5'GGGGACAAGTTTGTACAAAAAAGCAGGCTTTATGGCGGGGCTGTCGCT3'；RV-C-C2H2-1：5'GGGGACCACTTTGTACAAGAAAGCTGGGTCTCAAAGGACCCCAAAGAAAG3'。扩增条件是：把扩增出DNA片段从琼脂糖胶中回收，利用GATEWAY重组系统的BP反应将PCR产物重组到pDONR221载体，转化E.coli，酶切鉴定后测序。测序结果表明：得到cDNA为序列表1所示的基因，将该基因命名为ZmC2H2-1，全长1251bp，具体序列如下：ATGGCGGGGCTGTCGCTACTGTGCGGTGACTGCGGCGCGCAGCTGCGTAGTGTGGAGGAGGCGCAGGCGCACGCCGAGGCCACCAACCACGCCAACTTCGTCGAGTCCACCGAGGCCGTCCTCAACTTCGTCTGCTCCGACTGCGGCAAGCCATGCCGCTCCCAGACCGAGGTGGACCTGCACACCAAGCGCACGGGCCATACGGAGTTCGCGGACAAGACCGCGGAGGCAGCCAAACCCATCGATCTCGAGGCGCCGCTTAAGCCGGCCTCCGAGGATGTCATGGACGTAGACACGTCGGCTTCGGCGAGTGGGGAGCCACAAGAGATGGTTGTCCCGGAGGTGAACAAGGAGATGCTCACGGACCTTGAGGGCATGGGTTTCTCGACAGCGCGCGCCACCAGGGTGCTTCACTTCTCCGGTAATAGCACCATTGAAGGTGCTATTAACTGGCTTTCTGAGCACCAAGAGGACATAGATATTGATGAGATGCCTCTGGTACCAGCCAACTCAAAAACGGAGGATAACAAGCCCAGCCTGACTCCTGAGGAAATGAAGATTAAAG本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种植物抗逆相关蛋白，是如下a)或b)的蛋白：a)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；b)在序列表中序列2的氨基酸序列经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸且与开花相关的由a)衍生的蛋白质。

【技术特征摘要】
1.一种植物抗逆相关蛋白，是如下a)或b)的蛋白：a)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；b)在序列表中序列2的氨基酸序列经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸且与开花相关的由a)衍生的蛋白质。2.权利要求1所述植物抗逆相关蛋白的编码基因。3.根据权利要求2所述的编码基因，其特征在于：所述编码基因是如下1)或2)或3)的基因：1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，卢运明，徐秒云，王维部，张兰，赵杨敏，范云六，郑平，
申请(专利权)人：深圳市农科集团有限公司，中国农业科学院生物技术研究所，
类型：发明
国别省市：广东;44