抗逆相关基因ZmHDZIV14在调控植物抗逆性中的应用方法技术

本发明专利技术涉及一种增强植物抗逆相关蛋白，其名称为ZmHDZIV14，来源于玉米（Zea mays L.）自交系B73，其氨基酸序列如序列表SEQ ID NO：2所示。该蛋白的编码基因序列是如SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列。一种增强植物抗逆相关蛋白的编码基因的应用方法；是将携带有本发明专利技术的ZmHDZIV14基因的表达载体，通过使用Ti质粒、Ri质粒、植物病毒载体、直接DNA转化、微注射、电导、农杆菌介导常规生物方法转化植物细胞或组织，并将转化的植物经组织培育成植株，获得抗旱抗逆性提高的植株。携带有本发明专利技术的ZmHDZIV14基因的表达载体可通过使用Ti质粒、Ri质粒、植物病毒载体、直接DNA转化、微注射、电导、农杆菌介导等常规生物方法转化植物细胞或组织，并将转化的植物经组织培育成植株，获得抗逆性提高的植株。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种增强植物抗旱抗逆性的基因；本专利技术还涉及所述基因在改良植物对干旱胁迫抗性方面的应用方法。
技术介绍
同源异型域-亮氨酸拉链（HD-Zip）是植物所特有的一类转录因子，广泛存在于多种植物中，不仅在高等植物生长发育、形态建成中发挥重要作用，同时调控植物对生物和非生物胁迫等逆境的响应过程。拟南芥中的AtHDG11基因编码一个属于HD-ZipIV类家族的转录因子，该基因的表达可促进根的伸长和气孔关闭从而提高植物耐旱性，已有的研究表明转AtHDG11基因的拟南芥、烟草和草坪草均表现出较强的耐旱性。目前已经鉴定出玉米HD-ZipIV类转录因子基因17个，进化分析表明ZmHDZIV14基因与AtHDG11基因的同源性较高，推测这两个基因与AtHDG11基因有相似的功能。但是目前对于玉米HD-ZipIV基因家族的研究还较少，主要是其在植物不同组织的表达模式和在植物外表皮及毛状根发育过程中的研究，其生理功能特别是在环境胁迫中的生理功能还未见报道。本研究根据NCBI数据库中与AtHDG11基因同源的玉米HD-ZipIV基因ZmHDZIV14的cDNA序列。研究了ZmHDZIV14基因克隆，生物信息学分析及植物表达载体构建，并将这个基因转入植物，从而快速获得具有抗逆性状的转基因植物。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种增强植物抗逆相关蛋白及其编码基因；本专利技术的第二目的是提供一种增强植物抗逆相关蛋白及其编码基因的应用方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种增强植物抗逆相关蛋白，名称为ZmHDZIV14，来源于玉米（ZeamaysL.）自交系B73，是具有下述氨基酸残基序列之一的蛋白质：（1）序列表中SEQID：2；（2）序列表中SEQID：2的氨基酸残基序列经过一个或者几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物抗逆相关的蛋白质。其中，序列SEQID：2由692个氨基酸残基组成。所述一个或者几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加是指不多于十个氨基酸的取代和/或缺失和/或添加。氨基酸优先取代如表1所示。上述ZmHDZIV14增强植物抗逆相关蛋白的编码基因也属于本专利技术的保护范围。上述ZmHDZIV14增强植物抗逆相关蛋白的编码基因具有下述核苷酸序列之一：（1）序列表中SEQIDNO：1的核苷酸序列；（2）编码序列表中SEQIDNO：2蛋白质序列的DNA；（3）与序列表中SEQIDNO：1的DNA序列具有90%以上同源性，切编码相同功能蛋白质的DNA序列；（4）在高严谨条件下可与序列表中的SEQIDNO：1限制的DNA序列杂交的核苷酸序列。上述高严谨条件为在0.1×SSC，0.1×SDS的溶液中，在65℃下杂交并洗膜；其中，序列表中的SEQIDNO：1由2079个脱氧核苷酸组成。含本专利技术基因的重组表达载体、转基因细胞及工程均属于本专利技术的保护范围。本专利技术的第二目的是通过以下技术方案来实现的：一种增强植物抗逆相关蛋白的编码基因的应用方法；其特征在于：将携带有本专利技术的ZmHDZIV14基因的表达载体，通过使用Ti质粒、Ri质粒、植物病毒载体、直接DNA转化、微注射、电导、农杆菌介导等常规生物方法转化植物细胞或组织，并将转化的植物经组织培育成植株，获得抗旱抗逆性提高的植株。本专利技术的ZmHDZIV14基因可用现有的方法构建到现有的植物表达载体中，可在其转录超始核苷酸前加包括组成型启动子、增强启动子、诱导型启动子、组织特异性启动子、发育阶段特异性启动子在内的任何一种启动子。为了便于对ZmHDZIV14基因植物细胞或植物进行鉴定及筛选，可对所使的载体进行加工，如加入植物可选择性标记（bar基因、GUS基因、荧光素酶基因等）或具有抗性的抗生物素标记物（庆大霉素、卡那霉素等）。被转化的植物宿主既可以是单子叶植物，也可以使双子叶植物，如：水稻、小麦、玉米、烟草、拟南芥等。携带有本专利技术的ZmHDZIV14基因的表达载体可通过使用Ti质粒、Ri质粒、植物病毒载体、直接DNA转化、微注射、电导、农杆菌介导等常规生物方法转化植物细胞或组织，并将转化的植物经组织培育成植株，获得抗逆性提高的植株。实验证明，在逆境条件下，转ZmHDZIV14拟南芥比野生型拟南芥具有较强的抗旱性。在干旱胁迫条件下，转基因拟南芥存活率、生物量和相对含水量均高于非转基因植株，同时脯氨酸含量得到提高，丙二醛含量降低。将本专利技术的植物抗逆性相关蛋白的编码基因按常规方法转入其他植物中，可增强植物的抗旱性。附图说明图1为玉米ZmHDZIV14基因全长PCR扩增产物；图2为载体pUCm-T-ZmHDZIV14的酶切鉴定；图3为载体pCAMBIA3300-35S-ZmHDZIV14-bar的酶切鉴定；图4为6个限制性酶BamHI、EcoRI、HindIII、SmaI、XbaI、SacI消化拟南芥基因组的对比图；图5为玉米和拟南芥HD-ZipIV型转录因子基因编码蛋白的进化分析；图6为玉米ZmHDZIV14和拟南芥AtHDG11基因编码蛋白序列的同源性比较；图7为植株表达载体PCAMBIA3300-35S-ZmHDZIV14-bar的构建过程；图8为玉米ZmHDZIV14基因转基因拟南芥获取过程（A表示野生拟南芥种植；B表示花序侵染后拟南芥；C表示T0代混收种子；D表示T1代抗性苗；E表示T2代抗性苗；F表示T3代抗性苗）；图9为转基因拟南芥的PCR鉴定（M为DNAMarkerD5000；CK+为阳性对照；CK－为阴性对照；1-10为抗性植株）；图10为部分经PCR检测的阳性转基因拟南芥植株的Northernblot分析结果，杂交结果表明SEQIDNO：1核苷酸序列能在转基因拟南芥中表达；图11为20%PEG对ZmHDZIV14转基因拟南芥幼苗生长的影响；图12为20%PEG胁迫下ZmHDZIV14转基因拟南芥存活率的影响；图13为20%PEG胁迫下ZmHDZIV14转基因拟南芥生物量的影响；图14为20%PEG胁迫下ZmHDZIV14转基因拟南芥相对含水量的影响；图15为20%PEG胁迫下ZmHDZIV14转基因拟南芥和野生拟南芥中丙二醛含量；图16为20%PEG胁迫下ZmHDZIV14转基因拟南芥和野生拟南芥中脯氨酸含量。具体实施方式下述实施中的方法，如无特别说明，均为常规方法。实施例1、ZmHDZIV14蛋白及其编码基因的获得野生型拟南芥（Arabidopsisthaliana,Col）种子为甘肃省干旱生境本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种增强植物抗逆相关蛋白，其特征在于：名称为ZmHDZIV14，来源于玉米（Zea mays L.）自交系B73，其氨基酸序列如序列表SEQ ID NO：2所示。

【技术特征摘要】
1.一种增强植物抗逆相关蛋白，其特征在于：名称为ZmHDZIV14，来源于玉米（Zeamays
L.）自交系B73，其氨基酸序列如序列表SEQIDNO：2所示。
2.如权利要求1所述的一种增强植物抗逆相关蛋白，其特征在于：该蛋白的编码基因序
列是如SEQIDNO：1所示的核苷酸序列。
3.如权利要求2所述的一种增强植物抗逆相关蛋白，其特征在于：重组表达载体或...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭云玲，闫慧萍，赵小强，武博洋，方鹏，
申请(专利权)人：甘肃农业大学，
类型：发明
国别省市：甘肃;62