本发明专利技术公开了一种高羊茅干旱应答元件结合蛋白及其编码基因与应用。该结合蛋白为具有序列表中ＳＥＱ ＩＤ №：１的氨基酸残基序列的蛋白质或为将序列表中ＳＥＱ ＩＤ №：１的氨基酸残基序列经过一至十个氨基酸残基的取代、缺失或添加且具有转录激活功能的调控高羊茅抗逆性的蛋白质。其编码基因为序列表中ＳＥＱ ＩＤ №：２的ＤＮＡ序列；或编码序列表中ＳＥＱ ＩＤ №：１蛋白质序列的多核苷酸；或在高严谨条件下可与序列表中ＳＥＱ ＩＤ №：２限定的ＤＮＡ序列杂交的核苷酸序列。该蛋白及其编码基因可用于培育抗逆性提高的植物。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种转录因子及其编码基因与应用，特别是涉及一种高羊茅干旱应答元件结合蛋白及其编码基因与其在培育抗逆性提高的植物中的应用。
技术介绍
植物在受到高盐、低温及干旱等逆境胁迫时，会引起细胞缺水。缺水信号经过一系列传递，从而引发许多与植物抗性相关基因的表达。Yamaguchi-Shinozaki和Shinozaki在对逆境应答基因rd29A基因的启动子区域的研究中，发现了一个逆境胁迫应答顺势作用元件，即干旱应答元件(DRE，drought-responsive element)。此后，发现许多逆境应答基因启动子区域含有DRE元件。刘强等运用酵母单杂交方法(yeast one-hybrid method)又克隆出与DRE元件结合的反式作用因子编码基因，即转录因子干旱应答元件结合蛋白(DREB，drought-responsive element bindingprotein)基因。该DREB基因表达的产物与顺式作用元件DRE(普遍存在于植物体中)结合后，可激活一系列与植物抗性相关基因的表达。自从对DREB转录因子的研究工作开展以来，对其结构和功能的研究已成为生物化学及分子生物学等领域研究的热点。现已从拟南芥、棉花、玉米、小麦、水稻、油菜、番茄和大豆中分离到类似于DREB的基因，且这些基因都具有类似的功能，但是对草坪草有关DREB基因的研究鲜为报道。DREB类转录因子是AP2家族中EREBP-like亚家族中的一个成员。DREB类转录因子含有一段非常保守的由58个左右氨基酸组成的DNA结合区域(EREBP/AP2结构域)。EREBP/AP2结构域的第14位氨基酸是缬氨酸(V14)，第19位氨基酸是谷氨酸(E19)，这两个氨基酸被认为是DREB转录因子与DRE顺式作用元件特异性结合的关键位点。近年来，我国草坪业发展迅速，其中，西部大开发的计划之一就是改善西部恶劣的生态环境，因而更加迫切需要抗旱、抗寒、耐盐碱的优良草种。高羊茅(Festucaarundinacea Schreb.)是近年来广泛种植的优良草坪草，但其抗寒性和耐盐碱性较低限制了其在环境较恶劣的西部的推广。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种高羊茅干旱应答元件结合蛋白及其编码基因。本专利技术所提供的高羊茅干旱应答元件结合蛋白，名称为FaDREB2，是具有下述氨基酸残基序列之一的蛋白质1)序列表中的SEQ ID №1；2)将序列表中SEQ ID №1的氨基酸残基序列经过一至十个氨基酸残基的取代、缺失或添加且具有转录激活功能的调控高羊茅抗逆性的蛋白质。其中，序列表中的SEQ ID №1由264个氨基酸残基组成，自氨基端第62-119位为AP2/EREBP保守结构域的氨基酸残基序列，其中自氨基端第75位和第80位氨基酸分别为缬氨酸和谷氨酸。上述高羊茅干旱应答元件结合蛋白的编码基因(FaDREB2)也属于本专利技术的保护范围。它可具有下述核苷酸序列之一1)序列表中SEQ ID №2的DNA序列；2)编码序列表中SEQ ID №1蛋白质序列的多核苷酸；3)在高严谨条件下可与序列表中SEQ ID №2限定的DNA序列杂交的核苷酸序列。所述高严谨条件为杂交后用含0.1×SSPE(或0.1×SSC)、0.1％SDS的溶液在65℃下洗膜。其中，序列表中的SEQ ID №2由1087个碱基组成，其编码序列为自5’端第29到第823位碱基，编码具有序列表中SEQ ID №1的氨基酸残基序列的蛋白质；自5’端第212到第385位碱基为AP2/EREBP保守结构域的编码序列，编码58个氨基酸，自5’端第251到第253位碱基为缬氨酸的编码序列，自5’端第266到第268位碱基为谷氨酸的编码序列。含有所述高羊茅干旱应答元件结合蛋白基因的植物表达载体，细胞系，宿主菌以及扩增本专利技术所述基因中任一片段的引物也属于本专利技术的保护范围。本专利技术的干旱应答元件结合蛋白FaDREB2序列具有DREB转录因子家族共有的特征具有一个含有58个氨基酸的AP2/EREBP保守区，其中第14位和第19位的氨基酸序列分别为缬氨酸和谷氨酸。酵母单杂交实验证明该DREB转录因子具有转录激活功能。此外，用Real time RT-PCR方法，分析了的FaDREB2基因在低温、干旱、高盐及脱落酸ABA处理下的表达模式，结果表明FaDREB2基因明显受高盐和低温诱导表达，对干旱和ABA处理没有明显反应。本专利技术的高羊茅干旱应答元件结合蛋白FaDREB2是一个受高盐、低温特异诱导的转录因子，可与多个逆境应答基因启动子共有的DRE调控元件特异结合，诱导这些基因表达，从而激活植物体内的多条逆境胁迫途径，提高抗逆能力。在实际应用中，可将本专利技术的含有高羊茅干旱应答元件结合蛋白基因的表达载体导入植物(如高羊茅)中，调控植物(如高羊茅)的抗逆性(如抗寒耐盐碱特性)。本专利技术的干旱应答元件结合蛋白FaDREB2可同时激活一系列抗性相关基因的表达，克服了传统植物抗逆基因工程中用单个功能基因提高抗逆性的局限性，使植物抗逆特性的大幅度提高成为可能。因此FaDREB2为基因工程改良植物耐逆性提供了一条全新的技术途径，尤其在草坪草抗逆性的综合改良过程中具有广泛的应用前景和巨大的经济价值。附图说明图1为冷处理下高羊茅总RNA的琼脂糖凝胶检测结果图2为盐处理下高羊茅总RNA的琼脂糖凝胶检测结果图3为干旱处理下高羊茅总RNA的琼脂糖凝胶检测结果图4为ABA处理下高羊茅总RNA的琼脂糖凝胶检测结果图5为冷处理下高羊茅FaDREB2 RT-PCR产物的琼脂糖凝胶检测结果图5a为冷处理下高羊茅actin RT-PCR产物的琼脂糖凝胶检测结果图6为盐处理下高羊茅FaDREB2 RT-PCR产物的琼脂糖凝胶检测结果图6a为盐处理下高羊茅actin RT-PCR产物的琼脂糖凝胶检测结果图7为干旱处理下高羊茅FaDREB2 RT-PCR产物的琼脂糖凝胶检测结果图7a为干旱处理下高羊茅actin RT-PCR产物的琼脂糖凝胶检测结果图8为脱落酸ABA处理下高羊茅FaDREB2 RT-PCR产物的琼脂糖凝胶检测结果图8a为脱落酸ABA处理下高羊茅actin RT-PCR产物的琼脂糖凝胶检测结果图9为0mM 3-AT条件下，高羊茅FaDEREB2酵母单杂交功能鉴定结果图10为20mM 3-AT条件下，高羊茅FaDEREB2酵母单杂交功能鉴定结果图11为30mM 3-AT条件下，高羊茅FaDEREB2酵母单杂交功能鉴定结果图12为40mM 3-AT条件下，高羊茅FaDEREB2酵母单杂交功能鉴定结果具体实施方式下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法，详见《分子克隆实验指南》(第三版)。实施例1、从受盐诱导的高羊茅cDNA文库中钓取FaDREB包括如下步骤1、高羊茅盐诱导cDNA文库的构建1)将禾本科植物高羊茅(Festuca arundinacea Schreb.)的种子浸泡于1％次氯酸钠溶液中消毒20分钟后，用无菌水洗三遍； 2)将消毒后的高羊茅种子播种于1/2 MS固体培养基(pH5.8)中，在25℃、16小时/8小时(光/暗)的条件下培养14天，取幼苗洗净，将其根部置于250mM NaCl溶液中处理5小时，然后将经过处理的幼苗立即用液氮本文档来自技高网...
【技术保护点】
高羊茅干旱应答元件结合蛋白，是具有下述氨基酸残基序列之一的蛋白质：１）序列表中的ＳＥＱＩＤ№：１；２）将序列表中ＳＥＱＩＤ№：１的氨基酸残基序列经过一至十个氨基酸残基的取代、缺失或添加且具有转录激活功能的调控 高羊茅抗逆性的蛋白质。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘敬梅，阳文龙，周海梦，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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