本发明专利技术提供了极端耐旱齿肋赤藓4个DREB转录因子基因及其编码基因，所述4个转录因子具有SEQIDNO:5-8所示的氨基酸序列，4个转录因子基因核苷酸序列如SEQIDNO:1-4所示，其基因编码区长分别是ScDREB5-3为685bp，ScDREB5-6为681bp，ScDREB5-8为519bp，ScDREB5-10为1165bp；4个转录因子基因均为脱落酸依赖型，并且对干旱、高盐、低温和高温四种非生物胁迫有响应，但响应模式不尽相同。此外，转化这4个转录因子基因的酵母菌在干旱、高盐、冷、热胁迫下的存活率都高于对照非转基因酵母菌，说明极端耐旱藓类齿肋赤藓4个DREB类转录因子基因ScDREB5-3，ScDREB5-6，ScDREB5-8，ScDREB5-10均具有非生物胁迫的抗性。本发明专利技术可以用于作物非生物胁迫转基因育种研究。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了极端耐旱齿肋赤藓4个DREB转录因子基因及其编码基因，所述4个转录因子具有SEQIDNO:5-8所示的氨基酸序列，4个转录因子基因核苷酸序列如SEQIDNO:1-4所示，其基因编码区长分别是ScDREB5-3为685bp，ScDREB5-6为681bp，ScDREB5-8为519bp，ScDREB5-10为1165bp；4个转录因子基因均为脱落酸依赖型，并且对干旱、高盐、低温和高温四种非生物胁迫有响应，但响应模式不尽相同。此外，转化这4个转录因子基因的酵母菌在干旱、高盐、冷、热胁迫下的存活率都高于对照非转基因酵母菌，说明极端耐旱藓类齿肋赤藓4个DREB类转录因子基因ScDREB5-3，ScDREB5-6，ScDREB5-8，ScDREB5-10均具有非生物胁迫的抗性。本专利技术可以用于作物非生物胁迫转基因育种研究。【专利说明】极端耐旱齿肋赤藓4个DREB转录因子及其编码基因
本专利技术涉及一种极端耐旱藓类植物齿肋赤藓4个DREB转录因子及编码基因，4个极端耐旱藓类植物齿肋赤藓DREB转录因子ScDREB5-3、ScDREB5-6、ScDREB5-8、ScDREB5-10及其编码基因，利用该基因在提高酵母抗旱、高盐、耐低温及高温胁迫等抗逆性方面的应用，属于植物基因工程
。
技术介绍
DREB 转录因子(Dehydration Responsive Element Binding protein),即干旱应答元件结合蛋白，属于AP2/EREBP类基因家族，特异存在于植物中。DREB与抗逆基因启动子区域中的DRE/CRT (dehydration-responsive element)顺式作用兀件结合，其核心序TACCGACAT，启动下游一系列的有DRE顺式作用元件的抗逆基因的表达，广泛参与干旱、高盐，热等胁迫应答反应，从而能从整体上提高植物的抗逆性。自1994年Yamaguch1-Shinozaki从拟南芥中首次检测到DRE作用的蛋白因子并命名为DREB1，到1997年Stockinger等首次从拟南芥cDNA文库中克隆到AtCBFl以来，DREB / CBF转录因子基因的克隆一直是植物分子生物学的热点。目前已从拟南芥、水稻、玉米、小麦、黑麦、大豆、西红菜，棉花，芦荟等几十种植物中分离并鉴定出调控干早、高盐及低温耐性的DREB基因，并利用这些基因得到了抗逆性增强的拟南芥、烟草、油菜、西红柿、小麦等转基因植株。从文献报道来看，目前关于抗逆转录因子DREB的功能及转录调控的研究大部分来自模式植物拟南芥及经济作物水稻，小麦等，而对自然界天然存在的抗逆能力极强的植物资源却尝试较少，以天然抗逆性强的野生植物资源为基因克隆材料将是一个有价值的尝试。此外，目前有关DREB基因的研究多局限于草本植物领域，对于较为低等的苔藓植物中DREB的研究很少，仅见于模式藓类小立碗藓中的一例报道(Liu等，2007)。另外，以往服务于分子育种的DREB基`因的克隆和转化研究主要是针对单个DREB基因，没有比较和筛选，因此往往出现供转化基因有限及转化后转基因效果不理想等问题。这也是目前大部分的转基因研究费钱，费时，费力的主要原因所在。因此，要想避免下游应用研究的盲目性，必须对上游基因的克隆和筛选工作严加把关，挑选优质的(抗逆性增强且不影响生物量和产量)抗逆基因资源进行下一步的作物抗逆分子改良育种。以基因家族为比较研究单位，系统全面的克隆和分析特定基因家族，从众多家族成员中筛选最有潜力的抗逆基因，有方向有重点的对一个或少数几个优质基因进行转化将是一条新的思路，能有效地解决一直以来对单个基因研究的局限性及用单个基因转化农作物育种研究的盲目性的问题。综上，植物中还存在大量的DREB基因及其家族尚待挖掘和研究。尤其从天然极端抗逆的荒漠苔藓植物中克隆DREB基因并进行抗逆育种鲜见报道且颇具潜力(Xu等，2011)。同时，站在DREB基因家族的高度，通过比较与筛选进而克隆得到功能更为强大的基因元件用于作物的遗传改良，避免的基因克隆的盲目性，具有更为准确、高效的意义，是一条值得尝试的全新道路。齿肋赤藓(SyntrichiaCaninervis,又名 Tortula Caninervis),隶属丛藓科赤藓属，为典型的旱生苔鲜植物，是构成古尔班通古特沙漠藓类生物结皮的优势种(张等，2006)。该藓具有极强的综合抗逆性，如抗旱，抗高温，低温等，是优良的开展抗逆研究的好材料。齿肋赤藓自然干燥状态下呈灰黑色，似一层“壳”分布在沙漠表面，形成有重要生态意义的苔藓生物结皮(Putzer等，2002), 一旦遇到降水,齿肋赤藓即在30s内迅速通过再水化过程而“复原”呈鲜活的绿色，并开始执行光合作用，是典型的复苏植物代表。其迅速的复水过程及抗旱性、耐热性等的分子调控机制已成为国内外相关科学的研究热点。目前，本项目组还建立了齿肋赤藓茎叶体脱水状态(24h)以及复水0.5、6、12h的4个转录组以及相应的4个蛋白谱数据，为在基因家族高度研究抗逆相关基因，比较其功能，筛选最强的抗逆基因奠定基础。因此，在比较筛选基础上，开展极端耐旱藓类齿肋赤藓抗旱相关DREB转录因子基因的克隆，对于深入理解该种的耐旱机理及开发利用抗逆基因资源，定向培育植物新品种均有重要价值。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的在于为了解决目前可利用的DREB转录因子比较少的问题，提供极端耐旱藓类植物齿肋赤藓4个DREB转录因子ScDREB5-3、ScDREB5_6、ScDREB5_8、ScDREB5-10，其氨基酸序列由SEQ ID N0:5_8所示。本专利技术的第二个目的在于提供编码齿肋赤藓4个DREB转录因子编码基因ScDREB5-3、ScDREB5_6、ScDREB5_8、ScDREB5_10 基因，其核苷酸序列如 SEQ ID NO: 1-4 所 本专利技术的第三个目的在于，所述4个齿肋赤藓ScDREB5-3、ScDREB5-6、ScDREB5-8、ScDREB5-10转录因子基因在培育抗逆生物，尤其是抗非生物胁迫生物品种中的应用。本专利技术所述的一种极端耐旱齿肋赤藓4个DREB转录因子及编码基因，该基因4个 DREB 转录因子为 ScDREB5-3、ScDREB5_6、ScDREB5_8 和 ScDREB5_10，它们具有 SEQ IDNO:5-8所示的氨基酸序列为:SEQ ID N0:5ScDREB5-3 氨基酸序列MVEKNASQRAASDSRLEFLGVTKAKAKNEKAPSSPKYKGVRMRQWGKWVSEIREPNKRSRIWLGSFPTAEMAAKAYDAAWCLRGSNAELNFPDSPPRWPTCTSPKDVQIAAAAAAAAADPCTPVSLPALGAQPVAQSLETQLHKMDSSAVECVAESSPACSFVTLDQVELAWSDMKFIDLPPLEDLVDSSEQSSTSSAVYCRVSSGPLERNIMDNCYNVFAVSEQ ID N0:6ScDREB5-6 氨基酸序列MVTSWKKCRRTSSEHAPPRRRRDALKKLVGKIVHSIVPESSSEYRGVRYRVELNKYVTEIRPSRSTKKIWLGTYDTAEEMR本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张道远，李海燕，李小双，
申请(专利权)人：中国科学院新疆生态与地理研究所，
类型：发明
国别省市：
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