玉米ZmbHLH124蛋白质及其编码基因在调控植物耐旱性中的应用制造技术

本发明专利技术公开了玉米ZmbHLH124蛋白质及其编码基因在调控植物耐旱性中的应用。所述ZmbHLH124蛋白质是如下a)或b)或c)或d)的蛋白质：a)氨基酸序列是序列2所示的蛋白质；b)在序列2所示的蛋白质的N端和/或C端连接标签得到的融合蛋白质；c)将序列2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的具有相同功能的蛋白质；d)与序列2所示的氨基酸序列具有75％或75％以上的同源性且具有相同功能的蛋白质。本发明专利技术通过将ZmbHLH124基因分别导入单子叶受体植物玉米、水稻和双子叶受体植物拟南芥中发现，ZmbHLH124基因过表达可以提高植物耐旱性。

【技术实现步骤摘要】
玉米ZmbHLH124蛋白质及其编码基因在调控植物耐旱性中的应用
本专利技术属于生物
，具体涉及玉米ZmbHLH124蛋白质及其编码基因在调控植物耐旱性中的应用。
技术介绍
植物生长在一个不断变化的环境之中，与动物可以主动逃避不利环境不同，植物因固着生长的特性不可避免地直接面对环境的改变，这其中包括各种非生物胁迫的影响，例如干旱、炎热、低温、营养缺失、土壤盐碱化以及重金属胁迫等等。而对于各种谷物来说，干旱是限制生长发育和产量增长的最主要因素，严重时甚至会导致植株死亡，最终造成减产或绝收，威胁世界粮食安全。近年来，全球人口急剧增加，加剧了气候变化和淡水资源的紧缺，严重影响到全球农业的发展，尤其是作物产量的提高。因此，提高作物的耐旱性刻不容缓。玉米(ZeamaysL.)与小麦、水稻并称为世界三大粮食作物。虽然玉米种植面积位居全球第三，但却是产量最高的作物，不仅可以用作饲料，还是重要的工业原料，每年大概有10亿吨的产出，在美洲、亚洲、非洲以及欧洲有着极其广泛的种植。中国拥有世界三大黄金玉米带之一，玉米的播种面积在3500万公顷，年产量在2.15亿吨左右。维持玉米种植面积和保证产量稳中有升，对我国农业可持续发展和保护粮食安全具有举足轻重的作用。而适宜玉米种植的区域多数属于雨养区，易受干旱影响，而玉米在生长过程中需水量较大且对干旱的耐受程度偏低，缺水会严重制约玉米的正常生长发育过程，尤其是生殖生长发育阶段的水分缺失(即开花前后的水分胁迫)会严重影响玉米的各种生理特性，最终造成产量的损失，缺水严重时，甚至可导致玉米绝收，因此提高玉米耐旱性势在必行。寻找玉米中与耐旱相关的基因，研究其响应干旱的遗传机制，对玉米耐旱性的遗传改良具有重要的指导意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是如何调控植物耐旱性。为了实现上述目的，本专利技术首先提供了一种蛋白质。本专利技术提供的蛋白质来源于玉米(ZeamaysL.)，名称为ZmbHLH124蛋白质，是如下a)或b)或c)或d)所示的蛋白质：a)氨基酸序列是序列2所示的蛋白质；b)在序列2所示的蛋白质的N端和/或C端连接标签得到的融合蛋白质；c)将序列2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的具有相同功能的蛋白质；d)与序列2所示的氨基酸序列具有75％或75％以上的同源性且具有相同功能的蛋白质。所述b)中的ZmbHLH124蛋白质，所述标签是指利用DNA体外重组技术，与目的蛋白一起融合表达的一种多肽或者蛋白质，以便于目的蛋白的表达、检测、示踪和/或纯化。所述标签可为Flag标签、His标签、MBP标签、HA标签、myc标签、GST标签和/或SUMO标签等。上述c)中的ZmbHLH124蛋白质，所述一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加为不超过10个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加。上述c)中的ZmbHLH124蛋白质可人工合成，也可先合成其编码基因，再进行生物表达得到。上述c)中的ZmbHLH124蛋白质的编码基因可通过将序列1所示的DNA序列中缺失一个或几个氨基酸残基的密码子，和/或进行一个或几个碱基对的错义突变，和/或在其5′端和/或3′端连接上述标签的编码序列得到。为了实现上述目的，本专利技术又提供了与ZmbHLH124蛋白质相关的生物材料。本专利技术提供的与ZmbHLH124蛋白质相关的生物材料为下述A1)至A12)中的任一种：A1)编码ZmbHLH124蛋白质的核酸分子；A2)含有A1)所述核酸分子的表达盒；A3)含有A1)所述核酸分子的重组载体；A4)含有A2)所述表达盒的重组载体；A5)含有A1)所述核酸分子的重组微生物；A6)含有A2)所述表达盒的重组微生物；A7)含有A3)所述重组载体的重组微生物；A8)含有A4)所述重组载体的重组微生物；A9)含有A1)所述核酸分子的转基因植物细胞系；A10)含有A2)所述表达盒的转基因植物细胞系；A11)含有A3)所述重组载体的转基因植物细胞系；A12)含有A4)所述重组载体的转基因植物细胞系。上述生物材料中，A1)所述核酸分子为如下1)或2)或3)所示的基因：1)其编码序列是序列1所示的cDNA分子或序列3所示的基因组DNA分子；2)与1)限定的核苷酸序列具有75％或75％以上同一性，且编码ZmbHLH124蛋白质的cDNA分子或基因组DNA分子；3)在严格条件下与1)或2)限定的核苷酸序列杂交，且编码ZmbHLH124蛋白质的cDNA分子或基因组DNA分子。其中，所述核酸分子可以是DNA，如cDNA、基因组DNA或重组DNA；所述核酸分子也可以是RNA，如mRNA或hnRNA等。本领域普通技术人员可以很容易地采用已知的方法，例如定向进化和点突变的方法，对本专利技术的编码ZmbHLH124蛋白质的核苷酸序列进行突变。那些经过人工修饰的，具有与本专利技术分离得到的ZmbHLH124核苷酸序列75％或者更高同一性的核苷酸，只要编码ZmbHLH124蛋白质且具有相同功能，均是衍生于本专利技术的核苷酸序列并且等同于本专利技术的序列。这里使用的术语“同一性”是指与天然核酸序列的序列相似性。“同一性”包括与本专利技术的编码序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质的核苷酸序列具有75％或更高，或80％或更高，或85％或更高，或90％或更高，或95％或更高同一性的核苷酸序列。同一性可以用肉眼或计算机软件进行评价。使用计算机软件，两个或多个序列之间的同一性可以用百分比(％)表示，其可以用来评价相关序列之间的同一性。上述生物材料中，A2)所述的含有编码ZmbHLH124蛋白质的核酸分子的表达盒(ZmbHLH124基因表达盒)，是指能够在宿主细胞中表达ZmbHLH124的DNA，该DNA不但可包括启动ZmbHLH124转录的启动子，还可包括终止ZmbHLH124转录的终止子。进一步的，所述表达盒还可包括增强子序列。可用于本专利技术的启动子包括但不限于：组成型启动子；组织、器官和发育特异的启动子及诱导型启动子(如proAtRD29A)。合适的转录终止子包括但不限于：农杆菌胭脂碱合成酶终止子(NOS终止子)、花椰菜花叶病毒CaMV35S终止子、tml终止子及豌豆rbcSE9终止子。可用现有的表达载体构建含有所述ZmbHLH124基因表达盒的重组载体。所述植物表达载体包括双元农杆菌载体和可用于植物微弹轰击的载体等。如pAHC25、pBin438、pCAMBIA1302、pCAMBIA2300、pCAMBIA2301、pCAMBIA1301、pCAMBIA1300、pBI121、pCAMBIA1391-Xa或pCAMBIA1391-Xb(CAMBIA公司)等。所述植物表达载体还可包含外源基因的3′端非翻译区域，即包含聚腺苷酸信号和任何其它参与mRNA加工或基因表达的DNA片段。所述聚腺苷酸信号可引导聚腺苷酸加入到本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.蛋白质，是如下a)或b)或c)或d)所示的蛋白质：/na)氨基酸序列是序列2所示的蛋白质；/nb)在序列2所示的蛋白质的N端和/或C端连接标签得到的融合蛋白质；/nc)将序列2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的具有相同功能的蛋白质；/nd)与序列2所示的氨基酸序列具有75％或75％以上的同源性且具有相同功能的蛋白质。/n

【技术特征摘要】
1.蛋白质，是如下a)或b)或c)或d)所示的蛋白质：
a)氨基酸序列是序列2所示的蛋白质；
b)在序列2所示的蛋白质的N端和/或C端连接标签得到的融合蛋白质；
c)将序列2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的具有相同功能的蛋白质；
d)与序列2所示的氨基酸序列具有75％或75％以上的同源性且具有相同功能的蛋白质。


2.与权利要求1所述的蛋白质相关的生物材料，为下述A1)至A12)中的任一种：
A1)编码权利要求1所述的蛋白质的核酸分子；
A2)含有A1)所述核酸分子的表达盒；
A3)含有A1)所述核酸分子的重组载体；
A4)含有A2)所述表达盒的重组载体；
A5)含有A1)所述核酸分子的重组微生物；
A6)含有A2)所述表达盒的重组微生物；
A7)含有A3)所述重组载体的重组微生物；
A8)含有A4)所述重组载体的重组微生物；
A9)含有A1)所述核酸分子的转基因植物细胞系；
A10)含有A2)所述表达盒的转基因植物细胞系；
A11)含有A3)所述重组载体的转基因植物细胞系；
A12)含有A4)所述重组载体的转基因植物细胞系。


3.根据权利要求2所述的相关生物材料，其特征在于：A1)所述核酸分子为如下1)或2)或3)所示的基因：
1)其编码序列是序列1所示的cDNA分子或序列3所示的基因组DNA分子；
2)与1)限定的核苷酸序列具有75％或75％以上同一性，...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢旗，魏绍巍，商晓玲，夏然，
申请(专利权)人：中国科学院遗传与发育生物学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11