本发明专利技术涉及到１３个在玉米籽粒发育过程中表达的ｂＺＩＰ转录因子新基因以及对它们的序列分析和表达分析。本发明专利技术提供的１３个ｂＺＩＰ类转录因子基因名称为ＭＳＢＺＩＰ１－ＭＳＢＺＩＰ１３，其核酸序列是下列核苷酸序列之一：１）序列表中１－１３的ＤＮＡ序列；２）与序列表中序列１－１３限定的ＤＮＡ序列有９０％以上同源性，且编码相同功能蛋白质的ＤＮＡ序列。ｂＺＩＰ类转录因子基因所编码的蛋白具有序列表中序列１４－２６的氨基酸残基序列，或者是将序列１４－２６的氨基酸残基序列经过一个或几个氨基酸残基的取代、缺失或添加且具有与序列１４－２６的氨基酸残基序列相同活性的由序列１４－２６衍生的蛋白质序列。本发明专利技术所公开的这１３个ｂＺＩＰ转录因子基因是在玉米中首次报道的，这为解析玉米籽粒发育过程中的基因表达调控，以及这些转录因子的基因工程应用提供了基础。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及与玉米籽粒发育相关的13个新的bZIP转录因子及其编码基因，并提 供了这些转录因子基因在籽粒发育过程中的表达特征。
技术介绍
玉米(&"ma"L),又称苞米，是世界上第三大粮食作物，播种面积仅次于水稻 和小麦。从2000年起，玉米的总产量和单产量均居第一位。玉米不仅是高产的粮食 作物，也是营养丰富的词料作物和良好的工业原料作物。玉米籽粒是玉米最主要的生 产性状。除了能为人们提供粮食来源外，实际上也是重要的繁殖器官，是未本科种子 发育研究的重要模型。玉米籽粒的发育是从受精开始的，通过双受精过程，从花粉管 尖端释放出的一个精子与卵细胞融合，形成二倍体的合子，发育成胚；另一个精子与 两个极核融合后发育成三倍体的胚乳。在整个发育过程中，籽粒经过早期胚胎发生、 成熟以及休眠，然后在适当的温度和水份条件下，开始萌发。从分子生物学的角度来说，籽粒的发育和萌发是一个有次序的、选择性的基因表 达过程,而转录因子在这一过程中起到了关键性的作用。转录因子(transcription factor) 也称为反式作用因子(trans-actingfactor),是一类能够与真核基因启动子区顺式作用元 件(cis-acting factor)特异性结合的DNA结合蛋白。通过转录因子与顺式作用元件之间 以及它们和其他相关蛋白之间的相互作用，转录因子能够激活或抑制下游基因的转 录。根据转录因子DNA结合域的保守性，典型的植物转录因子常包括bZIP结构域、 锌指(Zinc-Finger)结构域、MADS结构域、MYC结构域、MYB结构域、Homeo 结构域、bHLH (碱性螺旋-环-螺旋)结构域及AP2/EREBP结构域等。碱性亮氨酸拉链(basic leucine zipper，bZIP)蛋白是真核生物的转录因子中最大 且最保守的一类转录因子，该类转录因子的共同特点是(1)含有与特异DNA序列 相结合的碱性结构域；(2)参与寡聚化作用的亮氨酸拉链区与碱性区紧密相连；(3) 转录因子的N-末端含有酸性激活区；(4)以二聚体的形式结合DNA，肽链N-末端的碱 性区与DNA直接结合。在高等植物中，bZIP蛋白与种子贮藏基因表达、光形态发生 及器官建成的控制相关。在玉米籽粒中，关于bZIP类转录因子的研究相对较少。作为玉米籽粒中研究的最 透彻的一种编码bZIP转录因子的基因，Opaque2((92)基因不仅调控玉米重要的贮藏蛋 白，如a-醇溶蛋白的特异性表达，同时还调节玉米6-马cy尸尸Z)A7基因的表达。此外， 玉米中其它的bZIP转录因子也有少量研究，如05F3./和05F3.2与小麦的HBP-lb同 源，在种子萌发的初期表达，调控细胞周期相关的组氨酸基因(Rhonda等，1993; Tetsuya等，1991);与小麦EmBP-l同源的mEmBP-l虽然在胚乳中表达量很低，但仍 能识别22kDaa-醇溶蛋白启动子区域的02-6ox(Leslie等，2004);在种子脱水过程中， v4S/能调节ABA应答基因的表达(Niu等，2002)。这些研究都表明，bZIP转录因子 对高等植物基因表达与调控十分重要。然而，在玉米中，特别是玉米籽粒中，仍有大量的bZIP转录因子还没有被发现 和深入研究。新的转录因子的发现和研究，将对基因工程改造玉米籽粒性状提供重要 帮助。随着模式植物拟南芥和水稻基因组的测序完成，人们对转录因子的研究已经从 单个基因层面转移到了基因组层面。Riechmann(2000)的研究表明在拟南芥基因组中 约有6%的基因是编码转录因子的，Duan(2005)的研究也显示在水稻种子中特异表达 的转录因子有135个。为解析玉米籽粒发育过程中的基因表达调控，以及这些转录因 子的基因工程应用提供了基础。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供与玉米籽粒发育相关的13个新的bZIP类转录因子，命名为MSBZIP (Maize Seed bZIP) 1-13。本专利技术的目的之二在于提供该转录因子的编码基因。本专利技术的目的之三在于提供该转录因子在玉米籽粒发育过程中的表达。为达到上述目的，本专利技术借助基因组学研究思路，采用了玉米籽粒全发育阶段的转录组学分析，系统发掘了在籽粒发育过程中特异表达的转录因子，总共提供了 13个新的bZIP转录因子基因，并对它们的表达特征进行了分析。本专利技术采用如下的技术方案与玉米籽粒发育相关的bZIP转录因子MSBZIP1-13，其特征在于该转录因子是 具有序列表中序列14-26的氨基酸残基序列的蛋白质，或者是将序列14-26的氨基 酸残基序列经过一个或几个氨基酸残基的取代、缺失或添加且具有与序列14-26 的氨基酸残基序列相同活性的由序列14-26衍生的蛋白质。上述的转录因子是具有序列表中序列14-26的氨基酸残基序列的蛋白质。上述的与玉米籽粒发育相关的bZIP转录因子MSBZIP1-13的编码基因，其特 征在于该编码基因具有下列核苷酸序列之一1) 序列表中序列1-13的DNA序列；2) 与序列表中序列1-13限定的核酸序列具有90%以上的同源性，且编码相同 功能蛋白质的DNA序列。上述的编码基因具有序列表中序列1-13的DNA序列。上述的与玉米籽粒发育相关的bZIP转录因子MSBZIP1-13的表达，其序列特征 在于该转录因子中MSBZIP2、MSBZIP4、MSBZIP6、MSBZIP7、MSBZIP8、MSBZIP10、 MSBZIPll、 MSBZIP12以及MSBZIP13在籽粒发育过程中持续表达的；而 MSBZIP1、 MSBZIP3、 MSBZIP5、 MSBZIP9则是在发育过程中呈阶段特异性表达。本专利技术提供了 13个编码在玉米籽粒发育过程中表达的bZIP转录因子新基因，并 对它们进行了进一步的分析，按所含保守区段的差异可将这13个bZIP蛋白分为三大 类，它们均含有保守的碱性亮氨酸区段，但在进化上呈现两种不同的模式，参见图2、 图3。半定量PCR分析，参见图4，表明大多数编码bZIP转录因子的基因在籽粒 发育过程中是持续表达的，在表达上呈现阶段特异性的仅4个(约占1/3)，推测特异 的表达区间可能与玉米籽粒发育的发育进程相一致，这为今后进一步研究玉米籽粒的 表达调控网络奠定了基础。 附图说明图1显示了对13个新基因所作的blastx和pfam分析。其中两者的参数都设为E value〈l(T10。图2显示了对bZIP转录因子的保守区段的分析。其中红色方格代表保守的碱性 亮氨酸区域，黄色和绿色分别代表保守的未知功能区段。图3显示了运用Megabase分析软件对bZIP转录因子作的聚类分析。其中02 作为聚类分析的根。图4显示了对bZIP转录因子在整个发育阶段的表达谱分析。泳道1-14:分别是 授粉后3、 5、 7、 9、 11、 13、 15、 18、 21、 24、 27、 30、 33、 36天的不同bZIP转录 因子的RT-PCR; cGAPDH作为内参。 具体实施例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范围。下列实施例中未注明具体实验条件的实验方法，通常按 照常规条件，如分子克隆(Molecular Clon本文档来自技高网...
【技术保护点】
与玉米籽粒发育相关的ｂＺＩＰ转录因子ＭＳＢＺＩＰ１－１３，其特征在于该转录因子是具有序列表中序列１４－２６的氨基酸残基序列的蛋白质，或者是将序列１４－２６的氨基酸残基序列经过一个或几个氨基酸残基的取代、缺失或添加且具有与序列１４－２６的氨基酸残基序列相同活性的由序列１４－２６衍生的蛋白质。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：宋任涛，朱佳，冯玲娜，王刚，许政暟，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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