本发明专利技术公开了一组来源于水稻的与耐逆性相关的ｂＺＩＰ基因，其编码的蛋白质具有下述氨基酸序列之一：１）序列表中的ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：１、３或５；２）将序列表中ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：１、３或５的氨基酸残基序列经过一至十个氨基酸残基的取代、缺失或添加，且所衍生的蛋白质具有调控植物耐逆性的功能。实验证明，将本发明专利技术的基因转化水稻可提高水稻对高盐、干旱和低温逆境胁迫的耐受性，且对水稻的正常生长和经济性状没有明显的影响。本发明专利技术的蛋白及其编码基因对于植物耐逆机制的研究，以及提高植物的耐逆性及相关性状的改良具有重要的理论及实际意义，将在植物（特别是禾谷类作物）的耐逆基因工程改良中发挥重要作用，应用前景广阔。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及植物耐逆性相关的基因与其应用，特别涉及来源于水稻的与耐逆相关的bZIP类转录因子及其编码基因在培育耐逆性植物中的应用。技术背景转录因子作为基因表达的直接调节因子在各种生物体的发育和生理过程中都起着很 重要的作用。通常是有机体接受各种内外刺激后先调节转录因子的表达水平变化，最终引 起效应靶基因的表达变化，进而表现为机体的反应。在众多的转录因子家族中，有几类家族转录因子是在植物和动物中共同存在的，其中包括bZIP (basic leucine zipper)家族。 该家族基因数目多且结构多样化，但都包含由一个基本区域和一个亮氨酸拉链(leucine zipper)组成的长度为60-80个氨基酸残基的高度保守的bZIP结构域(Hurst， 1994).其中基本 区域包括由大约16个氨基酸残基形成的一个N-x7-R/K结构，亮氨酸拉链则由七个重复的亮 氨酸或其它的疏水氨基酸(如异亮氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸或甲硫氨酸)组成。在功能上， 基本区域高度保守，负责特异的DNA序列结合，而亮氨酸拉链保守性略差，以两性分子的 状态，在bZIP蛋白之间形成同源或异源二聚体时起作用。bZIP蛋白单体形成长的a-螺旋结 构，当与DNA结合时，N-端结合到双链DNA的主沟，而C-端通过coiled-coil结构与其他蛋 白形成二聚体(Landschulz et al.， 1988; Ellenberger et al., 1992)。目前只在真核生物中发现有 bZIP家族的转录因子，酵母有17个，线虫有31个，果蝇有27个，人基因组有56个，拟南芥有 67个(Riechmann et al., 2000; Fassler et al., 2002;Vinson et al.， 2002; Deppmann et al., 2004).在植物中，和其他家族的转录因子一样，bZIP家族的转录因子的表达方式多样且功能 广泛，有的是组成型表达的，有的则是器官特异性表达(Schindler et al.,1992; Rodriguez-Uribe and O，Connell, 2006)，有刺激应答型的(de Vetten and Ferl， 1995)，有发育 依赖型的(Chernetal.， 1996)，也有细胞周期特异性表达的(Minami et al.,1993)。 至今在 各种植物中已经鉴定了120多个bZIP家族转录因子，其中，有的bZIP转录因子(如水稻 RITA-l和豆科的ROMl)参与了种子成熟和萌发过程的调节(Izawa et al., 1994; Chern et al., 1996)，有的(如拟南芥的尸￡及"^71///^4和？0,玉米的/^"/6^^2和^/<3^^/70^〃'"^,烟草的 BZI-2/3/4和TGA2)则在花器官诱导过程以及花的发育过程中起作用(Chuang et al., 1999; Walsh and Freeling, 1999; Strathmannet al., 2001; Abe et al., 2005; Thurow et al.， 2005; Wiggeet al., 2005; Muszynski et al.,2006)，还有的bZIP基因(如拟南芥的HY5和HYH, G-box-binding factor l)在植物的光形态建成和光信号转导途径中起介导作用(Jakoby et al.， 2002; Holm et al., 2002; Mallappa et al.， 2006)，也有报道bZIP基因(如拟南芥的TGA2/5/6)参与了植物对病 原体的防御反应(Zhang et al., 2003;Thurow et al.， 2005)。另外，有些研究结果还表明bZIP 家族转录因子(如玉米的G-box binding factor,拟南芥的ABI5和ABRE1)在ABA存在时或者 其它胁迫条件下表达发生变化(de Vetten and Ferl, 1995; Lopez-Molina et al., 2002; Fujita et al.， 2005)，少数成员(如烟草的TGA2)还可能参与了植物激素的应答反应(Fukazawa et al., 2000; Niggeweg et al., 2000)。根据bZIP家族成员的结构和序列的保守特征，从水稻基因组中预测出来约90个bZIP家 族转录因子，到目前为止，分离鉴定了14个，通过分析发现它们分别参与了水稻的多种生 理生化反应和生长发育过程。其中，OSBZ8主要在营养器官表达，在盐和ABA处理时表达 升高，进而促进其它ABA反应的基因如RaM6a和0sem等基因的高表达(Nakagawa et al.， 1996) ， TRAB1则更多地在发育中的种子中表达，也参与调节ABA信号诱导的基因的表达 (Hoboetal.， 1999)。 OsZIP-la在ABA激活的五w基因启动子的表达中起调节作用(Nantel and Quatrano, 1996)， LIP19和OsOBFl在低温处理时表达水平上升(Aguan et al., 1993; Shimizu et al.，2005)，RITA-l对种子发育过程中特异表达的基因有调节作用(Izawa et al., 1994), REB 首先被证明是水稻胚乳中alpha-globulin基因的启动子的主要的结合蛋白，随后又发现也是 水稻穗中重要的转录激活因子，可以促进其它重组蛋白的表达(Nakase et al., 1997; Yang et al.， 2001)。 OsZIP-2a和OsZIP-2b则可能选择性地抑制一些G-box结合因子(Nantel and Quatrano, 1996)， RF2a和RF2b在维管束发育中以及在水稻tungro症状形成中起作用(Yin et al.， 1997; Dai et al.， 2003; Dai etal., 2004)，RISBZ1对胚乳特异的储存蛋白的基因表达以及对 发育的种子中某些代谢酶的表达有调节作用(Onodera et al., 2001; Yamamoto et al.， 2006)。 被分离的还有RISBZ4和RISBZ5基因，但是功能未知，推测可能和RISBZl形成二聚体一起 发挥作用(Onodera et al.， 2001)。最近，Nijhawan等通过对水稻基因芯片杂交分析了预测的 89个bZIP家族成员在干旱、盐和低温胁迫时的表达谱，发现有26个bZIP基因在至少一种胁 迫条件下上调表达，ll个bZIP基因下调表达，表明水稻的bZIP家族成员在环境胁迫时可能 起重要作用(Nijhawaneta1.,2007)，但是这些受胁迫条件上调的基因在高表达时是否能够 提高植物的抗逆性，并没有进一步的实验证据。综上所述，通过对拟南芥、烟草和玉米等植物中对bZIP家族成员的功能分析，我们 发现bZIP家族成员功能广泛，除了在种子和花等器官发育过程中起作用外，还在植物对各种外界环境条件包括光、病原体、胁迫和ABA等激素的反应中起很广泛的作用。到目 前为止，在水稻中己经分离的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种水稻ｂＺＩＰ基因及其编码的蛋白质在提高植物耐逆性能上的应用，所述ｂＺＩＰ基因编码具有下述氨基酸序列之一的蛋白质： １）序列表中的ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：１； ２）序列表中的ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：３； ３）序列表中的ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：５； ４）将序列表中ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：１、３或５的氨基酸序列经过一至十个氨基酸残基的取代、缺失或添加，且所衍生的蛋白质具有调控植物耐旱性的功能。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王喜萍，
申请(专利权)人：北京未名凯拓农业生物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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