本发明专利技术涉及植物基因工程领域，提供了一种小麦抗旱基因TaASR1，其核苷酸序列如SEQ?ID?NO：1所示。本发明专利技术构建了TaASR1基因植物表达载体，用根癌农杆菌介导的方法转化烟草，获得转TaASR1基因烟草植株。采用干旱模拟实验证实转TaASR1基因烟草比对照烟草具有更强的耐旱能力。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及植物基因工程领域，具体涉及一种小麦抗旱基因TaASRl，并且涉及TaASRl基因在提高植物抗干旱能力中的各种应用。
技术介绍
植物是固着底栖生物，必须适应环境才能存活，所以非生物应激反应对植物有着非常重要的作用。非生物逆境包括光、高温或低温、冷冻、干旱、盐度、重金属和缺氧等复杂环境条件引起的胁迫。由于全球气候变化，这些非生物逆境正在影响植物的生存环境且影响会不断增加。植物为了适应其生长环境，经过长期进化产生了对非生物逆境胁迫的防御机制，这些防御机制的发生和传递涉及到多种基因的参与。编码转录因子蛋白的基因是一类参与植物逆境胁迫的重要基因。1993年ABA-胁迫-成熟响应蛋白基因(ASRl)作为一种干旱胁迫诱导的基因首次从番爺中分离得到Iusem ND, Bartholomew DM, Hitz WD and ScolnikPA(1993)Tomato(Lycopersicon esculentum)transcript induced by waterdeficit andripening.Plant Physiol.102,1353-1354.,此后对这类基因的研究广泛开展。研究发现ASR基因在植物中广泛存在，到目前为止已经在土豆、玉米、柚子、火炬松、百合花、水稻、葡萄中分离到ASR基因，但是在模式植物拟南芥中尚未发现ASR基因Carrari F，Fernie ARandlusem ND (2004)Heard it through the grapevine ABA and sugar cross-talk:theASR story.Trends Plant Sc1.9, 57-59.。通过亚细胞定位检测,ASRl蛋白在细胞核中表达。酵母单杂交实验证明这类蛋白可以与DNA结合，推断ASR蛋白可能是一类转录因子。现有的研究表明，植物ASR基因能够被干旱、高盐、冷等环境胁迫诱导，并且参与ABA信号途径。在甘蔗中分离出的ASR基因Sodip22只存在于表皮细胞中，在ABA及干旱处理条件下，其表达量显著被诱导；在银杏中也克隆到了 ASR基因，通过高盐、甘露醇和ABA处理，在根、茎、叶的表达量明显上升。另外，过表达ASR家族基因能够显著提高植物对冷、干旱、盐等非生物逆境的耐受性。在百合中证实ASR蛋白的积累与花粉管的干燥作用密切相关，并且从百合中克隆了 ASR基因LLA23，表达分析表明该基因受ABA、NaCl和干旱诱导，在拟南芥中过表达该基因能够明显提高植物对高盐的耐受性Yang CY, Chen YC, Jauh GY and WangCS.(2005)A Lily ASR protein involves abscisicacid signaling and confers droughtand salt resistance in Arabidopsis.Plant Phys iol.139,836-846.。小麦是世界上最早栽培也是最为重要的粮食作物之一。世界上有40多个国家以其为主食，占世界总人口的35%。各国政府和科学家历来都非常注重小麦的遗传规律和遗传改良的研究。改良小麦品质、提高产量和增加抗性一直是作物改良研究的重点。转录调控是基因表达调控的重要方式之一。转录因子具有和顺式作用元件结合，调控下游多个基因表达的特点。所以，找到小麦品质、抗性相关的转录因子，利用基因工程的方法提高其表达水平从而调控相关的下游基因的表达，是提闻小麦品质、抗性较为有效的方法。ASR基因作为一个转录因子在植 物中广泛存在，其功能主要涉及到植物对非生物条件(光、水、温度)胁迫的响应。但在小麦中尚未见ASR基因的报道。因此，克隆和鉴定小麦中的ASR基因对提高小麦抗逆性理论研究和实际运用有着重要的科研及应用价值。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种分离的小麦ABA-胁迫-成熟响应蛋白以及编码该蛋白的基因，本专利技术中也称其为小麦抗旱基因(TaASRl)，本专利技术还提供该基因在培育高抗旱性植物中的应用。实现本专利技术的技术方案是:本专利技术提供的分离的小麦ABA-胁迫-成熟响应蛋白的氨基酸序列为:(I)由SEQ ID N0.2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；或(2)与序列SEQ ID N0.2限定的氨基酸序列同源性在80_100%编码相同功能蛋白质的氨基酸序列；或(3) SEQ ID N 0.2所示的氨基酸序列经增加、缺失或替换一个或多个氨基酸且具有同等活性的由(I)衍生的蛋白。编码上述蛋白的基因属于本专利技术的范围，本专利技术列出了编码上述分离的小麦ABA-胁迫-成熟响应蛋白的基因(小麦抗旱基因TaASRl)的一个核苷酸序列,该核苷酸序列如SEQ ID N0.1所示。本专利技术提供的编码小麦ABA-胁迫-成熟响应蛋白的基因、含有该基因的表达载体和导入有该表达载体的宿主，可用于培育高抗旱性植物，如培育高抗旱性烟草。本专利技术利用数据库中的EST序列及RACE技术相组合，通过各种生物信息学预测手段，获得一种ABA-胁迫-成熟响应蛋白基因全长为414bp的cDNA序列，NCBI登录号为:HQ287799，其核苷酸序列如SEQ ID N0.1所示。该基因共编码137个氨基酸的蛋白，预测分子量为15.3kDa，其氨基酸序列如SEQ ID N0.2所示。序列比对分析表明，该基因所编码的氨基酸序列具有两个典型的保守区域、ABA/WDS保守结构域、一个His富集区域和两个Ala富集区域。因此，该基因属于典型的ABA-胁迫-成熟响应蛋白家族，是小麦中一个新的ASR基因。应该明确的是，本领域技术人员可根据本专利技术公开的氨基酸序列，在不影响其蛋白生物活性的前提下，对其实施取代、缺失和/或增加一个或多个氨基酸，蛋白质序列比对同源性在95%以上，所得到所述蛋白的突变体序列。因此，本专利技术，还包括对SEQ ID N0.2所示氨基酸序列经取代、缺失和/或增加一个或多个氨基酸，得到的高同源性且具有生物活性的衍生蛋白。本专利技术基因包括编码上述所述蛋白的核苷酸序列。此外，应当理解，鉴于密码子兼并性及物种具有密码子偏好性的特点，本领域技术人员，可以根据需要使用适合特定物种表达的密码子。本专利技术的基因和蛋白质可以从小麦品种中国春中克隆或分离得到，或者通过序列化学合成方法得到。可将本专利技术基因连接至表达载体启动子下游，构建能够表达该蛋白的重组表达载体，进而可以通过遗传转化的方法，将所述表达载体导入各种宿主，得到转TaASRl基因的转化体。本专利技术将小麦抗旱基因TaASRl导入烟草，转基因植株的抗旱表型及抗旱生理指标，均得到显著性提高，表明TaASRl基因可用于提高作物抗旱性。本专利技术技术路线如下:查询获得小麦EST —小麦材料处理一目的基因扩增一基因表达分析一实验载构建一转基因植物抗逆表型及生理分析一研究结论附图说明图1小麦抗旱基因TaASRl所编码氨基酸的多序列比对及保守区说明(注:方框代表ABA/WDS模体；星号代表豆蘧酰化位点；双横线表不可能的核定位信号)。图2TaASRl基因在不同组织(A)及PEG6000⑶、ABA(C)、双氧水⑶处理下的表达分析(注:R,根；S，茎；L,叶；ST,雄蕊；P,雌蕊；LE,外稃)。图3烟草过表达载体pCAMBIA1304_TaASRl构建示意图本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种分离的小麦ABA?胁迫?成熟响应蛋白，其氨基酸序列为：?(1)由SEQ?ID?No.2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；或?(2)与序列SEQ?ID?No.2限定的氨基酸序列同源性在80?100％编码相同功能蛋白质的氨基酸序列；或?(3)SEQ?ID?No.2所示的氨基酸序列经增加、缺失或替换一个或多个氨基酸且具有同等活性的由(1)衍生的蛋白。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：何光源，胡伟，黄超，杨广笑，马占兵，袁倩倩，王琰，蔡瑞，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：
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