白菜脱水转录因子BpDREB1基因序列及其应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102676542A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102676542A(43)申请公布日2012.09.19(21)申请号201210146319.6(22)申请日2012.05.14(71)申请人天津师范大学地址300387天津市西青区宾水西道393号(72)发明人王振英彭永康刘晓颖陈丽媛张竞秋(74)专利代理机构天津市杰盈专利代理有限公司12207代理人朱红星(51)Int.Cl.C12N15/29(2006.01)C07K14/415(2006.01)A01H5/00(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书55页页附图附图55页(54)发明名称白菜脱水转录因子BpDREB1基因序列及其应用(57)摘要本发明涉及DREB类转录因子—BpDREB1（EF219470）。该基因序列全长647bp，推测编码蛋白含213个氨基酸，相对分子量为23kDa，理论等电点为5.11，与白菜中该类转录因子序列同源性为94%。进化树表明，BpDREB1属于DREB亚家族中A1亚族。基因的诱导表达模式分析显示，BpDREB1被低温强烈、迅速诱导表达，并对干旱胁迫也有一定程度的响应，但对高盐处理几乎没有响应。过表达BpDREB1的转基因拟南芥经低温诱导后，其体内可溶性糖及脯氨酸含量大幅度提高。以上结果显示BpDREB1转录因子具有家族成员基因结构的特征，在低温、干旱应答途径中起重要作用。CN1026754ACN102676542A权利要求书1/1页1.白菜脱水转录因子BpDREB1基因序列在制备转基因抗冻植物方面的应用；所述的转基因抗冻植物为拟南芥。2CN102676542A说明书1/5页白菜脱水转录因子BpDREB1基因序列及其应用[0001]本发明得到天津市科委重点项目资助，编号：023804111。技术领域[0002]本发明属于农业生物基因工程技术领域，涉及一种白菜脱水转录因子BpDREB1的基因序列在制备转基因抗冻植物方面的应用。背景技术[0003]非生物胁迫是影响植物生长发育以及作物产量、品质的重要环境因素。植物在长期的进化过程中形成了多种能够在逆境下生存的适应机制。逆境胁迫下，植物体通过一系列生理、生化以及分子水平上的改变，从而适应压力。迄今为止，已经在拟南芥中克隆了299个干旱诱导表达基因，213个高盐诱导表达基因，544个低温诱导表达基因，这些基因中包括多个干旱、高盐、低温应答转录因子家族，这些转录因子基因通过与下游基因启动子区域的顺式作用元件发生特异性结合，激活或抑制下游多个抗逆基因表达，调节不同的生理过程，实现对逆境的耐受。另外，这些基因又可以进一步划分为多个亚家族，如AP2/EREBP、MYB、NAC、MYK和ERF。[0004]DREB亚家族隶属于AP2/EREBP家族，含有一个AP2结构域，通过与DRE/CRT顺式作用元件结合，调控大量压力应答基因表达，例如rd29A、cor15A、Kin1等，这些产物的综合作用可以提高植物对干旱、低温、高盐的抗逆性。目前，已经在油菜、玉米、大豆、大麦、水稻以及棉花等多种作物中克隆得到DREB基因。但这些DREB基因的保守序列并不完全相同，对逆境的调控类型、程度也存在差异。因此，对不同作物、不同类型的DREB基因进行研究对深入了解植物抗逆途径有着重要的意义。[0005]大白菜为中国秋季种植的重要蔬菜品种，秋季的突然低温会造成大白菜的冻害，造成大白菜强烈的脱水，产量降低，严重影响大白菜的品质。本研究用生物信息学方法结合PCR技术，在大白菜中克隆了一个脱水应答转录因子基因，并对该基因的结构、推测的氨基酸序列、进化树等进行了分析，发现其属于DREB亚家族中A1亚族，进一步研究表明，该基因受低温强烈诱导表达，转基因过表达发现它能明显提高拟南芥植株中可溶性糖等抵御冻害的有机物质含量。该研究为白菜抗低温分子机理研究提供依据，为转基因抗冻植物研究提供新的基因资源。发明内容[0006]本发明的目的是公开了白菜脱水转录因子BpDREB1基因序列在制备转基因抗冻植物方面的应用；所述的转基因抗冻植物为拟南芥。[0007]本发明人与2008年申请了白菜脱水转录因子BpDREB1的基因序列，申请号：200810154003.5，在此基础上本发明人进一步进行了该基因在植物抗逆功能上的研究，通过基因的诱导表达模式分析显示，BpDREB1被低温强烈、迅速诱导表达，并对干旱胁迫也有一定程度的响应，但对高盐处理几乎没有响应。将该基因的编码区构建到表达载体上并转3CN102676542A说明书2/5页化拟南芥，过表达BpDREB1的转基因拟南芥经低温诱导后，其体内可溶性糖及脯氨酸含量大幅度提高。以上结果显示BpDREB1转录因子具有家族成员基因结构的特