闽楠PbbHLH37基因，其编码的蛋白和应用制造技术

本发明专利技术属于植物分子生物学领域，具体涉及闽楠PbbHLH37基因，其编码的蛋白和应用。该基因的cDNA序列全长如SEQ ID No.1所示，其编码蛋白质的氨基酸序列如SEQ ID No.2所示。通过构建pYES2

【技术实现步骤摘要】
闽楠PbbHLH37基因，其编码的蛋白和应用


[0001]本专利技术属于植物生物
，涉及闽楠PbbHLH37基因，其编码的蛋白和应用。

技术介绍

[0002]闽楠(Phoebe bournei)属樟科(Lauraceae)楠属(Phoebe)常绿大乔木，是中国特有的二级保护珍贵树种，主要分布在我国南方，如广东、福建、江西、浙江南部、广西北部及东北部、湖北、湖南及贵州东部等地。闽楠用途广泛、经济价值高，其木材结构致密、纹理美观、芳香耐腐、且干燥时不易变形或开裂，是上等建筑、高级家具、雕刻工艺、造船的优良用材。此外，闽楠枝叶繁茂，冠形优美，树体伟立，四季常青，是著名庭院观赏和园林绿化树种。然而，闽楠长周期的生长发育过程受到各种非生物和生物胁迫。其中，干旱胁迫极大程度限制了闽楠生长发育和林分生产力。
[0003]bHLH是植物中仅次于MYB的第二大超家族，广泛存在于真核生物，因其具有高度保守的bHLH结构域而得名。该结构域由50～60个氨基酸组成，根据其功能分为碱性区域(basic)和螺旋
‑
环
‑
螺旋区域(HLH)。碱性区位于bHLH结构域的N端，含有约15个氨基酸，可以特异性识别和结合顺式作用元件E
‑
box(5
′‑
CANNTG
‑3′
)。螺旋
‑
环
‑
螺旋区位于bHLH结构域C端，由40～50个氨基酸组成，促进蛋白互作形成同源或异源二聚体。诸多研究表明bHLH在参与调控植物生长发育、次生代谢及抵抗逆境胁迫的过程中发挥重要作用。
[0004]bHLH广泛参与植物不同阶段的生长发育和次生代谢过程。AtPIF4和AtPIF3通过与光敏色素相互作用，以控制参与光响应调节的基因的表达。拟南芥bHLH转录因子SPATULA(SPT)不仅在植株地上部的不同器官(雌蕊、叶片及子叶发育等)中起作用，并且通过控制根部分生组织的大小调节根系生长。从玉米中克隆的Tb1基因控制玉米叶腋芽、侧枝和雄花的生长发育。植物中鉴定出的第一个bHLH转录因子是玉米中的R基因，它可以调节类黄酮和花青素途径中至少2个基因的表达。新疆杨PalbHLH1和PalMYB90在类黄酮途径中作为次生代谢物合成基因的转录激活因子发挥作用。
[0005]bHLH在植物响应干旱、寒冷、高盐和缺铁等非生物胁迫中发挥重要作用。拟南芥bHLH122通过抑制CYP707A3基因表达，促进ABA合成，正向调节拟南芥干旱、NaCl和渗透信号传导。陆地棉GhbHLH1基因受ABA和PEG诱导上调表达，可能通过ABA或ABA介导途径参与植物干旱相关的应激反应。PebHLH35过表达通过控制转基因拟南芥叶片气孔密度、气孔孔径、光合作用和生长，提高植物对干旱胁迫耐受性。水稻OsbHLH148通过与在茉莉酸信号传导中起作用的OsJAZ蛋白相互作用提高植物耐旱性。甘薯IbbHLH79与CBF3基因启动子结合调节冷胁迫，IbbHLH79过表达增强了转基因植株耐寒性。野生稻OrbHLH2过表达提高了转基因拟南芥植株对盐和渗透胁迫的耐受性。杜梨PbbHLH67过表达拟南芥通过维持盐胁迫下植物体内的离子平衡，增强植物的耐盐性。在缺铁条件下，NtbHLH1过表达导致转基因烟草根系变长、根际pH值的改变以及铁螯合还原酶活性增加，提高与缺铁反应相关的基因转录水平。
[0006]基于闽楠bHLH基因家族鉴定及其在PEG、ABA和MeJA处理下表达模式分析，筛选耐旱性相关PbbHLH37基因，通过异源转化酵母和拟南芥，进行干旱条件下生物学功能鉴定，为
闽楠耐旱分子育种提供基因资源。

技术实现思路

[0007]为解决上述问题，本专利技术提供了闽楠PbbHLH37基因，其编码的蛋白和应用。
[0008]首先，本专利技术提供闽楠PbbHLH37蛋白，其为：
[0009]1)由SEQ ID No.2所示的氨基酸组成的蛋白质；或
[0010]2)在SEQ ID No.2所示的氨基酸序列中经取代、缺失或添加一个或几个氨基酸且具有同等活性的由1)衍生的蛋白质。
[0011]本专利技术还提供编码所述的闽楠PbbHLH37蛋白的基因。
[0012]优选的，所述基因的序列如SEQ ID No.1所示。
[0013]本专利技术还提供含有所述基因的表达载体，宿主细胞和工程菌。
[0014]本专利技术还提供所述基因在提高植物抗旱性中的用途。
[0015]在本专利技术一个具体实施方案中，将所述基因转入植物基因组中，并在转基因植物中超量表达，提高植物抗旱性。
[0016]本专利技术还提供一种提高植物抗旱性的方法，将含有所述基因的载体转化到植物基因组中，获得转基因植株。
[0017]在本专利技术一个具体实施方式中，通过根癌农杆菌介导的方法将含有所述基因的载体转化到植物基因组中。
[0018]其中，所述的转基因植株过表达所述基因。
[0019]转基因拟南芥与对照相比，提高了种子发芽势和幼苗根系生长，促进植株生物量积累。
[0020]本专利技术克隆了闽楠PbbHLH37基因并转化INVSc1酵母细胞，与对照相比，转化PbbHLH37的酵母在干旱条件下明显存在更多克隆，显著增强了酵母在SD/
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Ura选择性培养基中对PEG模拟干旱的耐受性。通过根癌农杆菌介导花序侵染法转化拟南芥，获得基因过表达植株，分子检测结果表明PbbHLH37在转基因拟南芥中显著高表达。通过对PbbHLH37过表达转基因拟南芥在干旱条件下种子发芽势和幼苗表型、根长和鲜重测定，结果表明转基因PbbHLH37拟南芥发芽势明显高于野生型，幼苗根系生长和生物量积累显著提高。总之，我们首次在拟南芥中过表达闽楠PbbHLH37基因，获得了抗旱性较高的植株，即人为提高植物抗旱性是可行的，具有较大的运用前景和经济效益。
附图说明
[0021]图1为本专利技术的PEG模拟干旱处理下闽楠根的总RNA。
[0022]图2为PCR扩增闽楠PbbHLH37基因。
[0023]图3为PbbHLH37转化酵母细胞干旱胁迫耐受性分析。
[0024]图4为闽楠PbbHLH37基因过表达植株PCR检测。
[0025]图5为鉴定阳性株系中PbbHLH37表达水平分析(荧光定量PCR)。
[0026]图6为PbbHLH37过表达拟南芥种子发芽势分析。
[0027]图7为PbbHLH37过表达拟南芥在MS固体培养基中的幼苗表型、根长和鲜重分析。
[0028]图8为PbbHLH37过表达拟南芥在MS+200mM甘露醇的固体培养基中的幼苗表型、根
长和鲜重分析。
具体实施方式
[0029]下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
[0030]下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0031]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.闽楠PbbHLH37蛋白，其为：1)由SEQ ID No.2所示的氨基酸组成的蛋白质；或2)在SEQ ID No.2所示的氨基酸序列中经取代、缺失或添加一个或几个氨基酸且具有同等活性的由1)衍生的蛋白质。2.编码权利要求1所述的闽楠PbbHLH37蛋白的基因。3.如权利要求2所述的基因，其特征在于，序列如SEQ ID No.1所示。4.含有权利要求2或3所述基因的载体。5.含有权利要求4所述载体的宿主...

【专利技术属性】
技术研发人员：张毓婷，付宁宁，张俊红，童再康，杨琪，
申请(专利权)人：浙江农林大学，
类型：发明
国别省市：