本发明专利技术公开了一种玉米转录因子ZmMYB42基因在植物抗旱育种中的应用，是从玉米中克隆基因ZmMYB42，以正义形式将该基因或其RNAi结构重组到植物表达载体中，利用转基因技术将融合基因或ZmMYB42RNAi结构导入作物，通过对转基因植株进行抗旱性测定，筛选出抗旱性明显提高或降低的转基因植株及其后代，创造出具有应用价值的植物新种质。其中所述玉米转录因子ZmMYB42的cDNA序列如SEQ ID No.1所示，其编码的氨基酸序列如SEQ ID No.2所示；所述植物是指栽培的禾谷类作物。本发明专利技术的应用对提高在干旱胁迫下作物产量有重要意义。旱胁迫下作物产量有重要意义。
【技术实现步骤摘要】
玉米转录因子ZmMYB42基因在植物抗旱育种中的应用
[0001]本专利技术属农作物的生物工程育种领域，具体说，涉及一种玉米转录因子ZmMYB42基因在植物抗旱育种中的应用。
技术介绍
[0002]MYB类转录因子家族是指含有高度保守的DNA结合域即MYB结构域的一类转录因子。MYB结构域是一段约51-52个氨基酸的肽段，包含一系列高度保守的氨基酸残基和间隔序列。最早发现的MYB转录因子是禽类成髓细胞瘤病毒的v-MYB、脊椎动物中的参与精子形成过程的A-MYB、在延缓衰老和活化蛋白质中发挥重要作用的B-MYB、和在降低癌细胞活性以及造血神经形成中起调节作用的C-MYB。植物转录因子MYB是植物中最大的转录因子家族之一。植物中最早发现的MYB类转录因子是玉米中与色素合成有关的ZmMYBC1。植物中大多数MYB蛋白在N端含有MYB结构域，根据这个高度保守的结构域的特征可将MYB转录因子分为:1R-MYB/MYB-related(只有单一MYB结构域)型、R2R3-MYB(DNA结合域由两个同源的MYB结构域R2和R3组成)型、3R-MYB(由3个MYB结构域组成)型和4R-MYB(由4个R1/R2的重复组成)型。植物MYB转录因子广泛参与植物根、茎、叶、花的生长发育,参与调控植物生理代谢、细胞的形态和模式建成等过程，参与植物苯丙烷类次生代谢途径的调节，一些MYB基因家族对干旱、盐渍、冷害等非生物胁迫过程也有响应。此外MYB转录因子还与某些经济作物的品质好坏密切相关。拟南芥有339个MYB转录因子,其中126个为R2R3-MYB型转录因子。在水稻中MYB转录因子家族含有约230个成员,其中R2R3型MYB蛋白数目最多，达109个。棉花中有超过200个MYB转录因子。玉米MYB家族成员有287个。
[0003]MYB蛋白对细胞周期具有重要调节作用。在拟南芥中,MYB转录因子主要通过控制细胞分裂的不同时相实现对细胞周期的控制，进而实现对拟南芥不同生长发育阶段的调控。Haga等发现拟南芥AtMYB3R1和AtMYB3R4通过激活KNOLLE基因正调控细胞核分裂。拟南芥R2R3型转录因子AtMYB59在拟南芥根部大量表达，调节拟南芥细胞周期和根生长。AtMYB59过表达株系与野生型相比,根长变短且根尖分裂细胞中一半左右处于有丝分裂中期；而缺失突变体atmyb59-1与野生型相比根长变长且有较少细胞处于有丝分裂中期,AtMYB59可能通过控制细胞分裂抑制拟南芥根的伸长。Xie等通过对拟南芥整个基因组的微阵列分析以及染色质免疫共沉淀实验发现，AtMYB88和AtMYB124/FLP与多个细胞周期调节基因(包括编码细胞周期蛋白以及细胞周期蛋白依赖性激酶的基因)相互作用,共同控制拟南芥细胞周期进程和细胞分化过程。
[0004]MYB转录因子参与植物类黄酮代谢途径、硫代葡萄糖苷的生物合成、花青素的生物合成以及植物次生细胞壁的形成等多种次生代谢反应。Frerigmann等发现AtMYB34、AtMYB51、AtMYB122三个基因协同调控拟南芥吲哚类芥子油苷(IGs)的生物合成。其中AtMYB34调控根部IGs合成,AtMYB51调控拟南芥嫩芽中IGs合成,AtMYB122在IGs合成中起辅助调控作用。花青素和黄酮醇作为次级代谢产物可以增强植物抵御害虫的能力，在拟南芥中这两种物质的合成主要受MYB转录因子的调节。Matsui等发现拟南芥R3-MYB蛋白AtMYBL2
可作为一个关键的转录抑制子负调控拟南芥中花青素的合成。AtMYBL2通过与TT8的启动子直接结合抑制DRF和TT8的表达，在高强度光照条件下AtMYBL2的表达水平降低导致花青素大量积累。Onkokesung等发现，过表达AtMYB75拟南芥可以增加花青素和黄酮醇等次级代谢产物，从而增强抵御害虫的能力。Rowan等发现在拟南芥中过表达AtMYB3、AtMYB6和AtMYBL2引起花青素合成下降,推测它们作为抑制子参与花青素合成。有报道AtMYB26、AtMYB46、AtMYB52、AtMYB54、AtMYB103等参与调控拟南芥次生细胞壁的合成。在拟南芥中,MYB转录因子通过复杂的mRNA或蛋白质水平的互作构成了精细的调控网络以激活下游防御基因的表达,从而诱导抗病反应。Froidure等发现AtMYB30可与磷酸酶AtsPLA2-α在体内互作，促使磷酸酶AtsPLA2-α从细胞质转移到细胞核并抑制AtMYB30的转录活性，从而引起拟南芥的抗病能力减弱；Atspla2-α突变体的抗病能力增强，而AtsPLA2-α过量表达植株的抗病能力减弱也说明AtsPLA2-α作为一个负调节因子参与AtMYB30介导的拟南芥抵抗外界病原菌的过程。Jia等发现当用胡麻叶斑病毒感染或SA(水杨酸)和JA(茉莉酸)处理拟南芥时，AtMYB73的表达量上升，若用胡麻叶斑病毒感染atmyb73突变体时,AtPR1、AtPDF1.2和AtNPR1的表达增加，提示AtMYB73通过调控AtNPR1介导的SA和JA信号途径来抵御胡麻叶斑病毒的入侵。Shi等发现拟南芥AtMYB44过表达株系可通过激活抗氧化酶的活性增强植株对灰霉病菌的抗性,明确了AtMYB44作为植物-病原菌互作级联放大系统的一个敏感调节元件在调控拟南芥抗病原菌过程中发挥重要作用。另外，拟南芥atmyb46突变体对灰霉病菌抗性增强，提示AtMYB46可作为灰霉病菌的敏感调节因子负调节抵抗灰霉病浸染的过程。
[0005]在长期的进化过程中，植物形成了抵抗非生物逆境胁迫的多种防御机制。MYB转录因子在植物非生物逆境胁迫响应中有重要作用。MYB转录因子可通过直接或间接调控多个抗逆相关基因的表达使植物对外界不良环境做出反应。
[0006]高盐是植物面对的主要非生物胁迫之一。植物通过一系列调节机制应对外界高盐胁迫环境，包括提高细胞抗氧化能力、通过积累渗透调节物质提高渗透压以及主动向细胞外排出Na+等。已知拟南芥通过MYB转录因子响应盐胁迫的信号途径非常复杂，很多MYB家族中的转录因子如AtMYB2、AtMYB20、AtMYB73和AtMYB74等参与了这些途径。水稻R2R3-MYB家族转录因子OsMYB84的聚类分析表明，OsMYB84为拟南芥MYB84同源基因，亚细胞定位研究显示OsMYB84为核定位蛋白，器官表达谱和原位杂交分析显示它在水稻叶枕、茎以及根中高表达。OsMYB84表达受到ABA、高盐胁迫的诱导。水稻OsMYB84过表达纯合系植株，与野生型相比，株高明显降低，推测OsMYB84可能通过影响茎和叶枕处侧生分生组织进而改变株高。OsMYB84过表达显著提高了转基因水稻的耐盐性，减少了细胞损伤并提高了种子对ABA的敏感性，表明OsMYB84可能通过依赖ABA信号通路参与水稻盐胁迫响应。Yoo等发现AtMYB2参与调节拟南芥在高盐环境中的胁迫响应。过量表达CaM的一个亚型(GmCaM4)可引起AtMYB2的表达量升高。AtMYB2通过促进P5CS1、P5CS2等基因的表达使脯氨酸合成积累，从而增强拟南芥对盐胁迫的耐受力。在发现多个对高盐胁迫起本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种玉米转录因子ZmMYB42基因在植物抗旱育种中的应用；其中：所述玉米转录因子ZmMYB42基因的cDNA核苷酸序列如SEQ ID No.1所示；其编码的氨基酸序列如SEQ ID No.2所示；所述抗旱育种是指培育在遭受干旱胁迫后产量高于对照的植物新品系，其抗旱性是指植物在苗期、拔节期或灌浆期的抗旱性。2.如权利要求1所述的应用，其特征在于：所述植物是指栽培的禾谷类作物。3.如权利要求2所述的应用，其特征在于：所述禾谷类作物是玉米或高粱。4.如权利要求1所述的应...
【专利技术属性】
技术研发人员：张举仁，李朝霞，李鹏，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：
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