GhTZF1基因在增强植物抗旱性及延缓衰老中的应用制造技术

本发明专利技术属于植物基因工程技术领域，具体涉及一种分离自棉花的GhTZF1基因的分离克隆、功能验证及应用。本发明专利技术克隆的GhTZF1基因的cDNA序列如SEQ?ID?NO：1所示；其编码基因的氨基酸序列如SEQ?ID?NO：2所示。本发明专利技术还公开了该基因在提高拟南芥对干旱的耐受性及延缓干旱胁迫下的植株衰老中的应用。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术属于植物基因工程
，具体涉及一种分离自棉花的GhTZF1基因的分离克隆、功能验证及应用。本专利技术克隆的GhTZF1基因的cDNA序列如SEQ?ID?NO：1所示；其编码基因的氨基酸序列如SEQ?ID?NO：2所示。本专利技术还公开了该基因在提高拟南芥对干旱的耐受性及延缓干旱胁迫下的植株衰老中的应用。【专利说明】GhTZFI基因在增强植物抗旱性及延缓衰老中的应用
本专利技术属于植物基因工程
。具体涉及一种从棉花中分离、鉴定的CCCH型转录因子GhTZFl的功能验证与应用。功能验证表明GhTZFl基因能提高拟南芥对干旱的耐受性以及能够延缓干旱诱导的衰老，同时也能延缓H2O2诱导的衰老。利用本专利技术克隆的GhTZFl基因，通过遗传转化可应用于增强植物对干旱的耐受性以及延缓干旱造成的衰老。
技术介绍
干旱是指可充足利用的水分短缺而导致产量减少，或者指一段时间没有降雨或者灌溉而影响作物的生长的一种状态(Bernier et al., 2008, Breeding upland rice fordrought resistance.Journal of the Science of Food and Agriculture, 88:927-939)。据统计，全球约1/3的可耕地处于供水不足的状态，而其他耕地也常受到周期性的难以预料的旱灾影响，干旱严重制约着农业生产(Salekdeh et al., 2009, Conceptualframework for drought phenotyping during molecular breeding.Trends in plantscience, 14:488-496)。在非生物逆境胁迫中，干旱是影响农作物产量的主要非生物因素。干旱在我国平均每两年发生一次，严重影响了粮食作物和经济作物的生长与产量，因此通过抗旱育种提高作物的抗旱性或耐旱性已成为干旱和半干旱地区发展农业的重要手段之O植物的叶片衰老是植物发育进程的一部分，伴随着年龄增长而发生。但是，植物的叶片衰老也受各种各样的内部和外部环境因子影响。对农作物而言，叶片衰老会限制农作物产量。影响叶片衰老的环境因子包括生物和非生物逆境，如:干旱、极端温度、饥饿、氧化胁迫、病原侵染等(Lim et al.，2007，Leaf Senescence.Annual Review of PlantBiology, 58:115-136)。作物受到干旱胁迫后，叶片的光合速率和呼吸速率受到影响，叶片衰老加速，作物生长受到抑制，在细胞水平上，膜脂过氧化，细胞物质代谢紊乱(黄沆和陈光辉，2010，水稻抗旱机制及相关基因研究进展，科技信息)。由逆境胁迫引起的叶片衰老可能是由活性氧的产生而造成的叶绿体降解(Renu Khanna-Chopraj2012，Leaf senescence and abiotic stresses share reactiveoxygen species-mediated chloroplast degradation.Protoplasma,249:469 - 481)。前人研究表明干旱诱导的衰老是由于叶绿体抗氧化保护的缺失而引起的(Bosch etal.，2001，Drought-1nduced senescence is characterized by a loss of antioxidantdefences in chloroplast.Plant, Cell and Environment, 24:1319 - 1327) 0 黑暗诱导的叶片衰老是由于活性氧增加而导致叶绿素降解(Rosenvasser et al.，2006，Increase inreactive oxygen species (ROS) and in senescence-associated gene transcript(SAG)levels during dark-1nduced senescence of Pelargonium cuttings, and the effectof gibberellic acid.Plant science，170 (4): 873 - 879)。通过对耐干旱和不耐干旱的作物比较发现作物对干旱的耐受性是由于增强了抗氧化胁迫的能力(Chopra andSelotej 2007，Environmental and Experimental Botany.60，276 - 283)。通过转基因技术来延缓叶片的衰老而增强了植株的抗旱性的研究也有少量报道。在烟草中通过SARK启动子驱动表达IPT基因，发现转基因植株抗旱性显著提高；在干旱胁迫下，转基因植株衰老延缓，体内双氧水含量低于野生型，同时抗氧化保护的物质高于野生型(Riveroet al.，2007.Delayed leaf senescence induces extreme drought tolerance in aflowering plant.PNAS)。将拟南芥14_3_3蛋白转入棉花后,发现转基因植株衰老延缓,抗旱性提高(Yan et al., 2004, Overexpression of the Arabidopsisl4-3_3protein GF14Ain cotton leads to a“stay-green，，phenotype and improves stress tolerance undermoderate drought conditions.Plant and cell physiology, 45，1007-1014)。综合前人研究表明，植株调控活性氧水平的能力与其耐逆境胁迫的能力相关，植物具有一套自我保护和修复机制来抵御体内的氧化胁迫，包括一些将(V离子转化成双氧水以及清除双氧水的酶和一些维持细胞内氧化还原稳态的抗氧化保护物质。在拟南芥中，CCCH类锌指蛋白具有68个成员，它们具有一个典型的锌指结构域由CX6_14Cx4_5Cx3H组成，其中X代表任意氨基酸。CCCH类锌指蛋白具有1-6个CCCHmotifs，根据锌指结构域中半胱氨酸和组氨酸的距离和锌指结构域的数目，将拟南芥CCCH超家族分为11个亚家族。其中第九亚家族是植物所特有的串联锌指蛋白，该亚家族除具有典型的Cx7Cx5Cx3H-X16-Cx5Cx4Cx3H串联锌指结构域外，在其上游还具有一个植物所特有的锌指结构域Cx5H-X4-Cx3H,其中X代表任意氨基酸。表达分析表明该亚家族成员可能参与了植物对逆境的响应(Wang et al., 2008, Genome-wide analysis of CCCH zinc fingerfamily in Arabidopsis and rice.BMC Genomics, 9，44)。迄今为止，一些植物特有的TZF基因的功能相继被报道。PEIl (AtTZF6)参与了拟南芥胚胎发育过程(Zhongsen Liand Terry L.Thomas, 1998, The Plant Cell, 10, 383 - 398) ； SOMNUS (AtTZ本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从棉花中分离的GhTZF1基因，其核苷酸序列如SEQ?ID?NO：1所示。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张献龙，杨细燕，周婷，王丽晨，
申请(专利权)人：华中农业大学，
类型：发明
国别省市：