一种甘蓝型油菜与拟南芥中NAC87转录因子基因及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种甘蓝型油菜与拟南芥中NAC87转录因子基因及其应用，油菜NAC87转录因子基因的核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示，氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示，拟南芥NAC87转录因子基因的核苷酸序列如SEQ ID NO:3所示，氨基酸序列如SEQ ID NO:4所示。本发明专利技术还公开了所述甘蓝型油菜与拟南芥中NAC87转录因子基因在调控叶片衰老以及抗逆过程中的应用。本发明专利技术首次发现油菜与拟南芥的NAC87同源基因均能正调控叶片衰老；反之，该基因的敲除或突变，能在一定上延缓衰老，并且与活性氧的累积相关，在调控作物的抗逆以及抗病方面也具有重要的应用价值。

A NAC87 transcription factor gene in Brassica napus and Arabidopsis thaliana and its application

The invention discloses a NAC87 transcription factor gene in Arabidopsis and Brassica napus rapeseed and its application, the transcription factor NAC87 gene nucleotide sequence of SEQ ID NO:1 has shown that the amino acid sequence of SEQ ID NO:2 shows, NAC87 transcription factor gene of Arabidopsis nucleotide sequence of SEQ ID in NO:3 the amino acid sequence is shown as SEQ ID NO:4. The present invention also discloses the application of NAC87 transcription factor gene in the regulation of leaf senescence and stress resistance in Brassica napus and Arabidopsis thaliana. The present invention first discovered rapeseed and Arabidopsis NAC87 homologous genes were positive regulation of leaf senescence; on the other hand, the gene knockout or mutation, can delay aging in a certain, and the accumulation of reactive oxygen species and related, also has important value in the regulation of crop resistance and disease resistance.

【技术实现步骤摘要】
一种甘蓝型油菜与拟南芥中NAC87转录因子基因及其应用
本专利技术属于生物基因工程
，具体地说，涉及一种甘蓝型油菜与拟南芥中NAC87转录因子基因及其应用。
技术介绍
叶片衰老代表了叶片发育的后期阶段，关系到养分的转移与再利用，用于保障生殖生长的顺利进行，而且衰老有助于植物适应多变的环境条件。因此，研究调控叶片衰老的基因并用于改良作物的抗逆、抗病性、提高作物的产量与品质，意义非常重大。国内外的多个报道表明，延缓植物的衰老是一个有效地提高植物抗旱性进而提高产量的方法。拟南芥是重要的模式植物，同属十字花科的甘蓝型油菜则是我国重要的油料作物，两者的基因的相似性较高，平均达80％以上，因此可以相互借鉴、相互促进。环境胁迫包括干旱以及冷害等严重影响菜籽的产量与品质。利用分子生物学与遗传学方法，挖掘油菜中调控抗逆的基因并阐明它们在增强油菜抗逆性上的应用，通过分子辅助的育种技术培育高产、抗逆的油菜新品种，是一条行之有效的途径。在叶片衰老的信号转导通路中，转录因子发挥着核心调控作用。目前，已鉴定、发现了拟南芥中一些能显著促进或延缓叶片衰老的转录因子，比如WRKY53、WRKY75、NAP(ANAC029)、ATAF1(ANAC002)、JUB1(ANAC042)、ORE1(ANAC092)等。研究表明，这些基因在植物中的表达水平不仅决定叶片衰老的速度，而且也调控对于干旱、盐害等的耐受性，说明具有重要的应用价值。但是，油菜中有哪些基因调控叶片衰老，至今未见任何报道。NAC(NAM，ATAF,CUC)转录因子家族是植物中特有的，构成较大的基因家族，在植物的生长、发育、激素应答以及提高植物对干旱、盐害、冷害等逆境的耐受中发挥着重要作用。但是，有关油菜中调控叶片衰老与抗逆的NAC基因的鉴定与研究，鲜见报道。而且，即使在模式植物拟南芥中，由于NAC基因众多，仅有少数被研究过，还有很多NAC基因的功能尚待解析。NAC转录因子基因是植物特有的基因家族，广泛存在于陆生植物中。最早被发现参与矮牵牛与水稻的胚胎发育、器官建成以及花发育。NAC转录因子的一般特点是在氨基端有一个高度保守的约含160个氨基酸残基的能结合下游靶基因的启动子区顺式作用元件(NACRecognitionSequence,NACRS)的NAC结构域，羧基端有一个高度可变的调控转录活性的区域。拟南芥与水稻基因组中分别有117、151个NAC基因，划分为8个亚类，其中仅有部分NAC的功能被研究报道过。该基因家族成员功能多样，有研究表明其功能主要与植物生长发育、激素调控以及植物对干旱、高盐、低温等非生物和病原菌侵染等生物胁迫的抗逆反应相关。例如，拟南芥的NAP(ANAC029)调控依赖脱落酸(ABA)的叶片与果实的衰老,并且JUB1(ANAC042)、ORE1(ANAC092)、ORS1(ANAC059)、ANAC016以及ANAC019/055/072也被发现调控叶片衰老；而且ORE1、ANAC016与ANAC019/055/072调控的叶片衰老与叶绿素的降解有关。此外，拟南芥ANAC016还被发现通过调控AREB1/ABF2转录因子基因的表达而影响植物的抗旱性，再一次暗示叶片的衰老进程与抗旱等性能紧密相关。但是，油菜以及拟南芥中有无其他的NAC转录因子基因调控叶片衰老以及抗逆等，并不清楚，尚待进一步研究。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种甘蓝型油菜与拟南芥中NAC87转录因子基因及其应用。专利技术人在前期开展有关甘蓝型油菜中NAC转录因子基因家族的研究的基础上，首先根据公共数据库中的表达序列标签(EST)信息，设计基因特异性引物，从油菜cDNA中克隆获得NAC87转录因子全长cDNA，并且在油菜以及烟草中进行功能验证。同时，发现拟南芥的同源基因ANAC087也具有类似地诱导活性氧积累与叶片衰老的功能。其具体技术方案为：一种甘蓝型油菜与拟南芥中NAC87转录因子基因，油菜NAC87转录因子基因的核苷酸如SEQIDNO:1所示，氨基酸如SEQIDNO:2所示，拟南芥NAC87转录因子基因的核苷酸如SEQIDNO:3所示，氨基酸如SEQIDNO:4所示。本专利技术所述甘蓝型油菜与拟南芥中NAC87转录因子基因在调控叶片衰老以及抗逆过程中的应用。进一步，利用本专利技术所述的NAC87基因促进叶片衰老的方法，是将NAC87构建到过表达载体pYJHA,然后导入宿主植物的细胞、组织或植株个体，得到衰老速度加快的植株。利用本专利技术所述的NAC87基因延缓叶片衰老的方法，是通过生物技术手段将NAC87基因敲除或沉默，得到衰老速度延迟的植株。进一步，所述宿主植物为拟南芥和油菜。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术首次发现油菜与拟南芥的NAC87同源基因均能正调控叶片衰老，并且与活性氧的累积相关，在调控作物的抗逆以及抗病方面也具有重要的应用价值。附图说明图1是油菜与拟南芥中NAC87基因的RT-PCR扩增产物的电泳检测，其中，M，1kbDNA分子量标准(Fermentas)；1,油菜NAC87基因的扩增；2，拟南芥NAC87基因的扩增。图2是油菜NAC87在叶片发育进程中的表达含量的实时荧光定量RT-PCR分析，数值来自三个生物学重复±标准方差；图3是拟南芥中ANAC087基因的T-DNA插入突变体的PCR鉴定，M，1kbDNA分子量标准(Fermentas)。WT表示野生型Col-0；1-13代表13个独立的株系。A是LP+RP引物组合的PCR扩增的电泳检测图；B是GABI8409+RP引物组合的PCR扩增的电泳检测图。图4是拟南芥NAC87基因的突变体与过表达株系的表型分析，其中图4A为野生型Col-0，图4B为anac087突变体，图4C为ANAC087的过表达株系；图5是NAC87的表达诱导活性氧(ROS)的累积与叶片提前衰老，其中图5A通过农杆菌介导的注射，瞬时表达BnaNAC87及GUS对照基因，分别是2、3、4天时观察表型并进行DAB染色。左侧为叶片正面，中间为背面，右侧为DAB染色后的背面拍照，图5B是BnaNAC87及GUS表达材料的相对电导率的测定分析，图5C是BnaNAC87及GUS表达材料的双氧水含量的测定分析，统计数据是三个独立生物学重复的平均值±S.E，不同字母代表显著性差异(ANOVA分析)；图6是NAC87的表达诱导叶片衰老的生理生化指标的测定分析，其中图6A是BnaNAC87及GUS表达材料的叶绿素含量的测定分析，图6B是BnaNAC87及GUS表达材料的花青素含量的测定分析，图6C是BnaNAC87及GUS表达材料的丙二醛含量的测定分析，相关数据是三个独立生物学重复的平均值±S.E，不同的字母表示显著性差异(ANOVA分析)。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术的技术方案作进一步详细地说明。本专利技术提供了一种甘蓝型油菜与拟南芥中NAC87转录因子基因及其编码蛋白与应用。本专利技术涉及的甘蓝型油菜与拟南芥的基因，名称分别为BnaNAC87与ANAC087，其基因座位号分别是BnaC02g07990D、At5g18270，编码的蛋白分别含有337、335个氨基酸残基。含有本专利技术基因的表达载体、转基因植株也在本专利技术的保护范围之内。本专利技术的保护范围还本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种甘蓝型油菜与拟南芥中NAC87转录因子基因，其特征在于，油菜NAC87转录因子基因的核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示，氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示，拟南芥NAC87转录因子基因的核苷酸序列如SEQ ID NO:3所示，氨基酸序列如SEQ ID NO:4所示。

【技术特征摘要】
1.一种甘蓝型油菜与拟南芥中NAC87转录因子基因，其特征在于，油菜NAC87转录因子基因的核苷酸序列如SEQIDNO:1所示，氨基酸序列如SEQIDNO:2所示，拟南芥NAC87转录因子基因的核苷酸序列如SEQIDNO:3所示，氨基酸序列如SEQIDNO:4所示。2.权利要求1所述甘蓝型油菜与拟南芥中NAC87转录因子基因在调控叶片衰老以及抗逆过程中的应用。3.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：江元清，杨博，燕敬利，
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