本发明专利技术公开了一种脱水应答元件结合蛋白及其编码基因。本发明专利技术的脱水应答元件结合蛋白是具有序列表中SEQ?ID?№：2氨基酸残基序列的蛋白质，或者是将SEQ?ID?№：2的氨基酸残基序列经过一个或几个氨基酸残基的取代、缺失或添加且具有与SEQ?ID?№：2的氨基酸残基序列相同活性的由SEQ?ID?№：2衍生的蛋白质。实验证明本发明专利技术的ZmDBP2在干旱、高盐、低温和ABA的诱导下表达，并且可以特异的调控含有DRE/CRT顺式元件(核心序列：CCGAC)的基因的转录表达。本发明专利技术的ZmDBP2为人为控制抗逆和耐逆相关基因的表达提供了基础，将在培育抗逆性和耐逆性增强的植物育种中发挥重要的作用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及植物中一种与胁迫相关的转录因子及其编码基因，特别涉及一种脱水 应答元件结合蛋白及其编码基因。
技术介绍
干旱、高盐及高温等逆境胁迫是影响玉米生长、发育的障碍因子。因此，了解玉米 对逆境条件的应答与信号传导机制，提高玉米品种的抗逆性，成为玉米遗传研究及玉米品 种改良的重要任务之一。在逆境胁迫下植物体内会产生一系列应答反应，伴随着许多生理生化及发育上的 变化。明确植物对逆境的反应机制，将为抗逆基因工程研究和应用提供科学论据。目前，植 物抗逆性研究已逐渐深入到细胞、分子水平，并与遗传学和遗传工程研究相结合，探索用生 物技术来改进植物生长特性，其目的是提高植物对逆境的适应能力。在干旱、高盐和高温等环境胁迫的逆境条件下，植物能够在分子、细胞和整体水平 上做出相应的调整，以最大程度上减少环境所造成的伤害并得以生存。许多基因受胁迫诱 导表达，这些基因的产物不仅能够直接参与植物的胁迫应答，而且能够调节其它相关基因 的表达或参与信号传导途径，从而使植物避免或减少伤害，增强对胁迫环境的抗性。与胁迫 相关的基因产物可以分为两大类第一类基因编码的产物包括离子通道蛋白、水通道蛋白、 渗透调节因子(蔗糖、脯氨酸和甜菜碱等)合成酶等直接参与植物胁迫应答的基因产物；第 二类基因编码的产物包括参与胁迫相关的信号传递和基因表达调节的蛋白因子，如蛋白激 酶、转录因子等。其中，转录因子在植物胁迫应答的基因表达调控中起着重要作用。转录因子也称为反式作用因子，是能够与真核基因启动子区域中顺式作用元件发 生特异性作用的DNA结合蛋白，通过它们之间以及与其它相关蛋白之间的相互作用，激活 或抑制转录。转录因子的DNA结合区决定了它与顺式作用元件结合的特异性，而转录调控 区决定了它对基因表达起激活或是抑制作用。此外，其自身活性还受到核定位及寡聚化等 作用的影响。目前已知在植物中与胁迫相关的转录因子主要有具有AP2结构域的 AP2 (APETALA2) /EREBP (θ, ethylene responsive element binding protein)转录因子家族、含有碱性区域和亮氨酸拉链的bZIP (basic region/leucine zipper motif transcription factors)类转录因子、含有保守的WRKY氨基酸序列的WRKY 转录因子家族、含有碱性螺旋-环-螺旋(bHLH)和亮氨酸拉链的MYC家族和具有色氨酸簇 (Trp cluster)的MYB家族。这五个转录因子家族，除WRKY家族不参与植物的水胁迫反应 外，其它四个家族均参与调节植物对干旱、高盐等的逆境胁迫反应。其中，AP2/EREBP类转 录因子在高等植物中广泛存在，它是植物所特有的一类转录因子，近年来，在拟南芥、烟草、 玉米、水稻、大豆和油菜中均有报道，这表明AP2/EREBP类转录因子在高等植物中普遍存在 并具有重要作用。DREB (脱水应答元件结合蛋白，DRE-binding protein)类转录因子是AP2家族中EREBP-Iike亚家族中的一个成员。DREB和EREBP类转录因子它们在氨基酸序列上没有显 著的相同性，但都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)。蛋白质三维分析表明，该区域含有3个折叠，对识别各类顺式作用元件起关 键作用。其中位于第二个β -折叠中的第14、19位的两个氨基酸残基的差异，决定这类转录 因子与不同顺式作用元件的特异结合。DREB类转录因子第14位氨基酸是缬氨酸(V14)，第 19位氨基酸是谷氨酸(Ε19)，其中第19位的氨基酸并不保守，例如水稻的OsDREBI转录因 子的第 19 位氨基酸就是缬氨酸(Dubouzet TG, Sakuma Y, Ito Y, Kasuga M, Dubouzet EG, Miura S, SekiM, Shinozaki K, Yamaguchi-Shinozaki K, 2003)。在 DREB 相关蛋白中决定 DNA结合的特异性方面，V14的作用明显要比E19重要(Sakuma Y,Liu Q,Dubouzet JG,Abe H, Shinozaki K and Yamaguchi-ShinozakiK, 2002)；而 ERF 类转录因子第 14 位氨基酸是甘 氨酸，第19位是天冬氨酸，因而DREB特异结合DRE/CRT顺式元件，ERF特异结合GCC-盒。 AP2/EREBP结构域的C-端区还包含1个由18个氨基酸残基组成的核心序列，该序列形成双 亲性的α-螺旋，该α-螺旋可能参与同其它转录因子及DNA间的相互作用。目前，在许多植物中都发现这种含有EREBP/AP2结构域的转录因子，并分别与抗 病、抗逆等信号传递有关(刘强，赵南明，Yamaguchi-Shinozaki K5Shinozaki K, 2000) 刘 强等认为，一个DREB基因可以调控多个与植物干旱、高盐及低温耐性有关的功能基因的表 达(刘强，赵南明，Yamaguchi-Shinozaki K, Shinozaki K, 2000) Kasuga 等的研究证实， 导入到拟南芥的DREBlA基因可以同时促进与逆境胁迫耐性有关的基因rd29、rdl7、kinl、 cor6. 6,corl5a以及erdlO的表达，转基因植株的抗逆性大大增强(KasugaM，Liu Q, Miura S, Yamaguchi-Shinozaki K, Shinozaki K.，1999)。同样，低温耐性转录因子 CBFl 的转基因 植株的耐低温能力有显著提高(Jaglo-Ottosen KR,Gilmour SJ,Zarka DG, Schabenberger O, Thomashow MF.，1998)。由于植物的逆境耐性是由多基因调控的复杂性状，依靠导入单个 功能性蛋白基因很难实现植物抗逆性的综合提高。因此，利用一个关键性转录因子促进多 个功能基因的表达，从而增强植物的抗逆性，已经成为植物抗逆基因工程的研究热点。根据含DNA结合区的数目，AP2/EREBP转录因子分为AP2 (APETALA2)和乙烯应答 元件结合蛋白 EREBP (ethylene-responsive element binding protein)以及 RAV 三个大 类型。AP2型转录因子包括拟南芥的AP2、ANT，玉米的Glossy、idsl等。这种类型的转录 因子含有两个AP2/EREBP结构域，调节细胞的生长发育，在拟南芥中已发现14个AP2型转 录因子基因；EREBP型转录因子仅含1个AP2/EREBP结构域，调节植物对激素(乙烯)、病 原、低温、干旱及高盐等地分子应答反应。EREBP型转录因子中，已发现有烟草EREBP1-4、 番茄 Pti4-6、拟南芥 RAV1-2、AtEBP, AtERF 1-5, DREB1A-C(CBF1-3)和 DREB2A-B 等许多成 员，分别与细胞发育、激素、抗病、低温及干旱、高盐等信号传递有关。这些EREBP型转录 因子又可以再分为EREBP (ethylene-responsive element binding prote本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种脱水应答元件结合蛋白，是具有序列表中ＳＥＱ ＩＤ№：２氨基酸残基序列的蛋白质，或者是将ＳＥＱ ＩＤ №：２的氨基酸残基序列经过一个或几个氨基酸残基的取代、缺失或添加且具有与ＳＥＱ ＩＤ №：２的氨基酸残基序列相同活性的由ＳＥＱ ＩＤ№：２衍生的蛋白质。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王昌涛，李秀婷，王静，孙啸涛，王成涛，李小鹏，
申请(专利权)人：北京工商大学，
类型：发明
国别省市：11
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