使用特定的Myb基因生产耐受生物和非生物胁迫的转基因植物制造技术

本发明专利技术涉及使用Ｙ１１４１４基因或其功能性同系物生产耐受生物胁迫、盐所致胁迫、脱水所致胁迫、氧化胁迫、渗透胁迫的植物，并涉及使用含有所述基因序列的产品，如用于制备转基因植物的表达盒和生物载体。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
专利技术目的本专利技术涉及使用Myb家族的特定基因生产能够耐受某些生物和非生物胁迫的植物，尤其使用R2R3种类的某些Myb基因以及与其有关的蛋白质，这意味着可使植物抵抗各种不利的环境条件。本专利技术还涉及使用含有所述基因序列的产品，如用于制备转基因植物的表达盒和生物载体。技术现状植物经常受到大量微生物如真菌、细菌、病毒和大量高等病原生物的攻击，植物通过它们自身所具有的防御机制来抵抗这些攻击进行自我保护。这种防御过程通常不足以有效地抵抗病原体，从而会对遭受侵害的植物带来有害影响。除了生物胁迫，植物还会遭受各种类型的环境攻击，这就会对植物生长的环境造成改变—有时是相对改变。因此，例如，寒冷、高盐或脱水土壤会对植物造成胁迫和损害。生物和非生物胁迫是植物生长和发育非常强的限制因素，并且会对感兴趣种类的生产率、农业产品的品质和营养价值造成严重损害，因此，获得耐受性更强的植物是许多国家的公共研究计划的一个重要的目标。近年来，所述研究是要发现对环境胁迫(包括生物和非生物胁迫)产生应答的基因并将其分为两大类，尤其是编码调节蛋白的一类基因，所述蛋白参与胁迫信号的感知、转导和放大，激活并调节与获得耐性直接相关的基因的表达(Zhu，J.K.，Hasegawa，P.M.和Bressan，R.1997，Critical Review in Plant Sci.16253；Gu，Y.Q.，Wildermuth，M.C.，Chakravarthy，S.，Lho，Y.T.，Yang，C.，He，X.，Han，Y.和Martin，G.B.2002，Plant Cell.14,817)，以及对基础生物过程进行直接保护/掩蔽作用的一类基因，其表达基于生化和生理反应，随后是对胁迫的耐性(Thomashow，M.F.1999，Annu.Rev.PlantPhysiol.Plant Mol.Biol.，50571；Schenk，P.M.，Kazan，K.，Wilson，I.，Anderson，J.P.，Richmond，T.，Somerville，S.C.和Manners，J.M.2000 Proc.Natil.Acad.Sci.USA，97，11655)。此最后一类过度表达基因的转基因植物倍受关注，该类中的一单基因对于获得环境胁迫耐性的贡献非常有限，然而，与非转化的“野生型”植物相比，过度表达编码第一类转录因子的基因的植物显示了较好的诱导情况，所述因子能够控制并调节与耐性获得有关的一些下游基因的同时协同表达，因为仅被单转录因子转化的植物的表现如同被一组受它调节的基因转化的植物(Jaglo-Ottosen，K.R.，Gilmour，S.J.，Zarka，D.G.，Schbenberger，O.和Thomashow，M.F.1998，Science，28104；Liu，Q.，Kasuga，M.，Sakuma，Y.，AbeH.，Miura，S.，Yamaguchi-Shinozaki，K.和Shinozaki，K.1998，Plant Cell，101391；Schenk，P.M.，Kazan，K.，Wilson，I.，Anderson，J.P.，Richmond，T.，Somerville，S.C.和Manners，J.M.2000 Proc.Natil.Acad.Sci.USA，97，11655)。本专利技术的专利技术者最近分离了编码Myb类型转录因子的稻(Oryza sativa)cDNA克隆，并证实了其中一些在对胁迫应答中的功能。在植物体中，转录因子Myb样家族特别有趣，因为它参与一些植物细胞过程(如细胞增殖和形态发生)、细胞代谢和对胁迫应答的控制和调节。已知Myb基因序列的特征在于存在N-末端保守区域，其后是一个可变长度的区域和序列。保守区有识别和结合靶基因启动子中特定序列的功能并由一个含有约56个氨基酸的序列模块构成，该模块的特征在于色氨酸在固定的位置(色氨酸结构域(triptophan domain))。根据所存在的色氨酸结构域的数量和类型，Myb基因被叫做R1R2R3、R1/R2、R2R3类型。可变的C-末端区域通常具有转录活性、细胞定位、转录后调控和与其它蛋白质相互作用。不同生物的Myb基因这一区域内的序列同源性是功能同源性的一个证据。特别地，专利技术者从稻中分离了一种特定的编码R2R3类Myb因子的cDNA，其序列以登录号N.Y11414(EMBL)被保藏。最佳温度条件下，Y11414基因在稻胚芽鞘中以低水平组成型表达，其表达受低温处理(10℃，这是稻的亚致死温度)强烈诱导。在此条件下被诱导的基因被认为对最极低温度下的胁迫保护是重要的。在异源系统(烟草原生质体)和同源系统(稻愈伤组织)中，Y11414能够反式激活1)冷可诱导的大豆PAL基因的启动子，2)马铃薯去饱和酶D9的启动子，该酶是冷可诱导的并催化膜脂肪酸中双键的形成，这是对低温产生的主要反应之一。与“野生型”植株相比，组成型过表达Y11414基因的转基因的拟南芥植株(纯合植株和单插入植株)例外的耐受低至-10℃的处理，这证明赋予转基因的拟南芥植株耐寒冷和冷冻胁迫的能力是真实和有效的(Osnato M.等，Proceedings of the XLV Italian Society of AgriculturalGenetics-SIGA Annual Congress Salsomaggiore Terme，Italy-26/29 2001.09；Pandolfi等，Plant Physiology 114，第747页，PGR97-079)。特别地，已经证实，虽然Y11414基因的表达受冷胁迫诱导，但它实际上不受其它环境胁迫如缺氧、高盐、脱水的诱导，且不受ABA激素处理的诱导(Pandolfi等，同上)。专利技术概述专利技术者惊奇地发现，Y11414基因以及其在其它种类中的功能同系物可赋予对生物和非生物胁迫，如高盐、脱水、渗透胁迫、氧化胁迫的耐性，即便这种基因在自然状态下不被这些胁迫直接诱导。此外，还发现被这种基因转化的植物可组成型表达各种与对病原体的耐性有关的基因。专利技术详述因此，根据其一个方面，本专利技术涉及使用Y11414基因或其在其它种类中的功能同系物来生产对生物胁迫具有耐性的转基因植物。根据其一个方面，本专利技术涉及使用Y11414基因或其在其它种类中的功能同系物来生产对盐胁迫、脱水胁迫、氧化胁迫和渗透胁迫具有耐性的转基因植物。如上所述，如果考虑Y11414基因及其功能同系物在自然状态下不被这种胁迫诱导，则对上述非生物胁迫较大的耐性特别令人吃惊。术语“基因”在本专利技术中是指一种分离的多核苷酸序列或分离的多核苷酸序列的片段(DNA)。“分离的多核苷酸序列”是指基本没有通常与天然产物有关的生物材料。本专利技术所述的基因可分离自天然存在的植物，其中包括单子叶植物或双子叶植物。术语“生物胁迫”在本专利技术中是指由病原生物如真菌、细菌、病毒和其它高等病原体的攻击造成的不利的环境条件。术语“对生物和非生物胁迫具有耐性的转基因植物”在本专利技术中是指与相应的“野生型”植物相比已被遗传修饰，且在生物和非生物胁迫前具有较大适应性和存活能力的植物。术语“功能同系物”在本专利技术中是指基因和多核苷酸序列，它们在植物中发挥的功能本文档来自技高网...

【技术保护点】
Ｙ１１４１４基因或其在其它种类中的功能同系物在生产对生物胁迫、盐所致胁迫、脱水所致胁迫、氧化胁迫和渗透胁迫具有耐性的转基因植物中的应用。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：I科拉乔，F洛卡特里，M布拉卡里，C范尼尼，
申请(专利权)人：国家研究院，英瑟布里大学，
类型：发明
国别省市：IT[意大利]