一种NF-Y类核转录因子基因ZmNF-YA13、其编码的蛋白及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种NF‑Y类核转录因子基因ZmNF‑YA13、其编码的蛋白及其应用。本发明专利技术的基因ZmNF‑YA13来源于郑58玉米，其编码的蛋白ZmNF‑YA13是一种核转录因子，能够调控下游基因表达，从而提高转基因植物的耐旱性、钾吸收功能及降低对ABA敏感性。这种提高转基因植物的耐旱性、钾吸收功能及降低对ABA敏感性的特性，可通过转基因技术应用于农作物上，从而应对日益严重的环境问题。

Protein and application of a NF Y nuclear transcription factor gene ZmNF, encoding YA13

The invention discloses a protein NF Y nuclear transcription factor gene ZmNF and its YA13 encoding and its application. The invention of the ZmNF YA13 gene from Zheng 58 corn, its encoding protein ZmNF YA13 is a nuclear transcription factor that can regulate expression of downstream genes, so as to improve the drought tolerance of transgenic plants, potassium absorption function and decrease the sensitivity to ABA. This improves the drought resistance, potassium uptake and the sensitivity of ABA to transgenic plants, and can be applied to crops through transgenic technology, so as to cope with the increasingly serious environmental problems.

【技术实现步骤摘要】
一种NF-Y类核转录因子基因ZmNF-YA13、其编码的蛋白及其应用
本专利技术属于基因工程
，本专利技术涉及一个NF-Y类核转录因子基因ZmNF-YA13、其编码的蛋白及该基因在提高植物耐旱性、钾吸收功能及降低ABA敏感性方面的作用。
技术介绍
植物在生长过程中会受到各种生物与非生物胁迫的影响，这些胁迫严重威胁着植物的生长发育。对粮食作物来说，生物与非生物胁迫都有可能使得作物的产量大大降低。干旱由于其分布广泛且重复性高成为农业生产的重要限制因素。因此对植物尤其是对重要的粮食作物来说，研究其抗逆新品种就显得尤为重要。目前，NF-YA是miR169家族靶基因中报道的比较多的一个基因。NF-Y类转录因子是一类重要的逆境调节因子，由NF-YA、NF-YB和NF-YC亚基组成。在行使功能时，NF-YB亚基和NF-YC亚基先在细胞质中形成异源二聚体，然后迁移到细胞核中和NF-YA亚基结合形成有活性的异源三聚体，与CCAAT结合从而调控下游基因的表达。玉米是一种重要的粮食作物。本专利技术利用RT-PCR、RACE及5’端PCR技术从玉米中分离了ZmNF-YA13全长cDNA，分析了其编码蛋白质序列的结构特征、进化关系及该基因在玉米不同组织及非生物逆境胁迫处理下的表达模式，并使其在烟草中过表达，研究ZmNF-YA13在干旱、ABA及缺钾胁迫下的功能，以期为进一步揭示该基因的生物学功能及调控机制奠定基础。
技术实现思路
本专利技术的目的在于公开一种NF-Y类核转录因子基因ZmNF-YA13、其编码蛋白及该基因在植物耐旱性、钾吸收功能及降低ABA敏感性方面的应用。该基因是从玉米中分离出来的，是一种NF-Y类转录因子。NF-Y类转录因子由NF-YA、NF-YB和NF-YC亚基组成。在行使功能时，NF-YB亚基和NF-YC亚基先在细胞质中形成异源二聚体，然后迁移到细胞核中和NF-YA亚基结合形成有活性的异源三聚体，与CCAAT结合从而调控下游基因的表达。过表达该基因能够提高转基因烟草对于干旱、低钾胁迫的耐受性及降低其对ABA敏感性，这种提高转基因植物耐干旱和钾吸收功能及降低其对ABA敏感性的特性，可通过转基因技术应用于农作物上，从而应对日益严重的环境问题。本专利技术的目的之一在于提供NF-Y类核转录因子基因ZmNF-YA13，该基因是从玉米中分离出来的，具有序列表中SEQIDNO.1所示的碱基序列。其序列由1147个碱基组成，自5′端第48到第869位残基为该基因的开放阅读框序列。本专利技术的另一方面在于提供具有与上文所述的SEQIDNO:1所示的碱基序列95％以上的同源性，且编码与SEQIDNO:1所示的碱基序列编码的蛋白质具有相同生物学功能蛋白质的碱基序列。本专利技术的目的之二在于提供具有上文所述Y类核转录基因ZmNF-YA13编码的蛋白ZmNF-YA13，具有如SEQIDNO:2所示的氨基酸序列，其是由273个氨基酸残基组成的蛋白质。本专利技术进一步提供所述核转录因子ZmNF-YA13编码的蛋白的衍生蛋白质，即由序列表中SEQIDNO.2的氨基酸残基经过一个或几个氨基酸残基取代、缺失或添加而产生的具有相同的生物学功能的衍生蛋白质的氨基酸序列。本专利技术的目的之三在于提供一种重组表达载体，该重组表达载体上含有上文所述的碱基序列；且在优选的技术方案中，是以pTF101作为表达载体，该植物表达载体含有除草剂的抗性基因，可以利用除草剂对转基因植株进行筛选。本专利技术的目的之四在于提供一种含有上文所述重组表达载体的宿主细胞，所述宿主细胞优选为根癌农杆菌EHA101菌株。本专利技术的目的之五在于提供上文所述的NF-Y类核转录因子基因ZmNF-YA13在培育耐干旱和提高钾吸收功能及降低对ABA敏感性转基因植物中的应用。该基因的转基因植物在干旱及钾吸收功能明显提高，且对ABA敏感性降低。优选的技术方案中，该基因在提高烟草在干旱、钾吸收性能及降低其对ABA敏感性中有较好的应用效果。本专利技术的有益效果：本专利技术的基因ZmNF-YA13具有核转录因子的功能，该基因能提高转基因烟草在干旱胁迫下的叶片相对含水量、提高超氧化物歧化酶的活性、干重、鲜重并促进根系的生长，进而提高植物对于干旱胁迫的耐受性，同时也预示着它在农作物耐旱方面的应用价值。在ABA胁迫下转ZmNF-YA13基因烟草较野生型烟草的根系更发达，幼苗生长状态更好，同时也预示着该基因在农作物降低ABA敏感性方面的应用价值。在K+耗竭实验中，转ZmNF-YA13基因烟草较野生型烟草的耗竭液中的K+浓度下降得更多，这预示着该基因在农作物耐低钾方面的应用价值。附图说明图1为ZmNF-YA13基因克隆PCR电泳图，其中：A为保守区部分片段克隆，M为DL2000marker，泳道1为克隆所得保守区片段，长度约为662bp；B为3′端部分片段克隆，M为DL2000marker，泳道1为克隆所得3′部分片段，长度约为751Kb；C为5′端部分片段克隆，M为DL2000marker，泳道1为克隆所得5′部分片段，长度约为750bp；D为ORF全长PCR电泳图，M为DL5000marker，泳道1为ORF加3’UTR，全长为1130bp，泳道2为ORF，全长852bp。图2为本专利技术的ZmNF-YA13基因编码的蛋白质保守区域分析图，ZmNF-YA13具有3个保守区域，DNA结合区、NF-YB/C结合区及连接区，表明它属于NF-YA家族成员。图3为本专利技术的ZmNF-YA13基因编码的蛋白的进化分析图，结果显示NF-YA与NF-YB之间具有显著的差异；ZmNF-YA13与同属于单子叶植物的小麦的NF-YA10亲缘关系最近。图4为不同胁迫条件下采用实时定量PCR的方法分析ZmNF-YA13基因在玉米地上部分和地下部分的表达结果图，结果表明该基因不同胁迫条件下在玉米地上及地下部分中均呈现不同程度的上调或下调表达。图5为采用实时定量PCR的方法分析ZmNF-YA13基因在玉米不同的组织器官中的表达结果图，结果表明该基因在玉米不同组织器官中都有表达，且在雄穗、花丝和种子中表达量较高。图6为重组植物表达载体PTF101-ZmNF-YA13的结构图谱，表明该基因可在35S启动子的调控下组成型表达，重组载体具有除草剂抗性。图7为除草剂筛选后所获得的阳性转基因烟草。图8为干旱胁迫条件下转基因以及野生型烟草的生长情况及各项生理指标的检测结果。图9为ABA胁迫条件下转基因及野生型烟草的生长情况。图10为转基因与野生型烟草的K+耗竭实验结果。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的应用范围。下面实施例中未注明具体实验条件的试验方法，通常按照常规条件或分子克隆中所述条件，或按照产品说明书上所提供的条件。下面是实例中所用的材料、试剂等如无特殊说明，均可从商业途径得到。试验中使用的试剂盒以及试剂：无缝连接试剂盒：Trangene公司，pEASY-UniSeamlessCloningandAseemblyKit；质粒提取试剂盒：SangonBiotech公司，SanPrep柱式质粒DNA小量抽提试剂盒。实施例1ZmNF-YA13基因cDNA的克隆与分析(1)玉米总RNA提取称取50mg郑58新鲜玉米叶片，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种来源于玉米的NF‑Y类核转录因子基因ZmNF‑YA13，其特征在于，具有如SEQ ID NO:1所示的碱基序列。

【技术特征摘要】
1.一种来源于玉米的NF-Y类核转录因子基因ZmNF-YA13，其特征在于，具有如SEQIDNO:1所示的碱基序列。2.具有与SEQIDNO:1所示的碱基序列95％以上的同源性，且编码与SEQIDNO:1所示的碱基序列编码的蛋白质具有相同生物学功能的蛋白质序列。3.如权利要求1所述基因编码的蛋白质ZmNF-YA13，其具有如SEQIDNO:2所示的氨基酸序列。4.权利要求3所述蛋白质的衍生蛋白质，其特征在于，其具有如SEQIDNO:2所示的氨基酸序列经过一个或几个...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏乔，尹鑫，向旭，安利佳，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21