本發(fā)明屬于基因工程，具體涉及一種dreb基因家族的祖先基因dr2及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、ap2/erf(apetala2/乙烯反應(yīng)元件結(jié)合因子)轉(zhuǎn)錄因子是植物中重要的一類轉(zhuǎn)錄因子家族，在許多生物學(xué)和生理過程中起著關(guān)鍵的調(diào)節(jié)作用，如植物形態(tài)發(fā)生、非生物脅迫、激素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和代謝產(chǎn)物調(diào)控等。其中，脫水反應(yīng)元件結(jié)合蛋白(dreb)是ap2/erf轉(zhuǎn)錄因子中的一個(gè)重要亞家族。近二十年來，科學(xué)家對(duì)dreb轉(zhuǎn)錄因子在調(diào)控植物應(yīng)對(duì)各種脅迫反應(yīng)中的生物學(xué)功能進(jìn)行了廣泛研究，尤其是在生物脅迫和非生物脅迫方面。因此，dreb轉(zhuǎn)錄因子曾被認(rèn)為是植物中的一類抗性蛋白。然而，近年的研究表明，dreb轉(zhuǎn)錄因子在植物生長發(fā)育過程中同樣具有不可或缺的功能。

2、為了增強(qiáng)環(huán)境適應(yīng)性，植物會(huì)在適宜的季節(jié)啟動(dòng)其生命周期。在此過程中，一些drebs蛋白作為正調(diào)控或負(fù)調(diào)控因子，通過響應(yīng)內(nèi)外環(huán)境信號(hào)來調(diào)節(jié)種子的休眠和萌發(fā)，從而影響植物生命周期的起始階段。當(dāng)種子突破種皮后，將進(jìn)入一個(gè)幼年的營養(yǎng)生長階段。在這一階段，drebs轉(zhuǎn)錄因子被證明參與了下胚軸、根、莖和葉等多種組織和器官的發(fā)育調(diào)控。當(dāng)植物生長到一定階段并積累了足夠的養(yǎng)分后，便進(jìn)入生殖生長階段。在這一時(shí)期，drebs轉(zhuǎn)錄因子同樣廣泛參與相關(guān)過程，包括開花誘導(dǎo)、配子體發(fā)生和種子發(fā)育等。drebs轉(zhuǎn)錄因子通過調(diào)控植物特有的生長發(fā)育模式，以適應(yīng)復(fù)雜多變的外界環(huán)境。目前的證據(jù)表明，drebs轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子在調(diào)節(jié)植物的抗逆性和特有的生長發(fā)育過程中至關(guān)重要。考慮到drebs家族的進(jìn)化和擴(kuò)展與陸生植物的環(huán)境適應(yīng)性相關(guān)，drebs蛋白很可能在植物進(jìn)化過程中發(fā)揮了重要作用。

3、dreb亞家族在植物陸地遷移過程中從zygnemophyceae和embryophyta共同祖先的乙烯反應(yīng)因子(erf)亞家族中分化出來，隨后擴(kuò)展形成三個(gè)不同的亞家族。進(jìn)一步研究表明，在全球變冷的刺激下，ap2/erf/iii亞家族通過全基因組加倍(wgd)和串聯(lián)復(fù)制(td)進(jìn)行擴(kuò)增。并隨著時(shí)間的推移，基因在不斷地?cái)U(kuò)增和分化的過程形成dreb祖先基因。通過祖先序列構(gòu)建的方法人工構(gòu)建出dreb祖先序列，對(duì)于探究其進(jìn)化過程中功能的分化具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)提供一種dreb基因家族的祖先基因dr2及其應(yīng)用的技術(shù)方案。

2、本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、本發(fā)明第一方面提供了一種dreb基因家族的祖先基因dr2，該基因的核苷酸序列為：

4、1)seq?id?no.1所示的核苷酸序列；

5、2)seq?id?no.1所示的核苷酸序列添加、缺失、取代或插入了1個(gè)或多個(gè)核苷酸的核苷酸序列；

6、3)與seq?id?no.1所示的核苷酸序列具有80％以上的同一性的核苷酸序列；或

7、4)因遺傳密碼子的簡并性而區(qū)別于seq?id?no.1所示核苷酸序列的核苷酸序列。

8、本發(fā)明第二方面提供了由上述一種dreb基因家族的祖先基因dr2編碼的蛋白，該蛋白的氨基酸序列為：

9、1)seq?id?no.2所示的氨基酸序列；或

10、2)seq?id?no.2所示的氨基酸序列經(jīng)替換、缺失和/或添加一個(gè)或幾個(gè)氨基酸殘基形成的具有同等功能的氨基酸序列。

11、本發(fā)明第三方面提供了上述一種dreb基因家族的祖先基因dr2在調(diào)控植物種子萌發(fā)、生物量以及根系生長中的應(yīng)用。

12、進(jìn)一步，該應(yīng)用中所述調(diào)控具體為提早種子萌發(fā)、增加生物量以及促進(jìn)根系生長。

13、進(jìn)一步，該應(yīng)用中所述植物為哥倫比亞生態(tài)型擬南芥。

14、進(jìn)一步，該應(yīng)用包括以下方式：

15、1)使植物包含dreb基因家族的祖先基因dr2；或

16、2)使植物過量表達(dá)dreb基因家族的祖先基因dr2。

17、進(jìn)一步，該應(yīng)用中所述方式2)采用農(nóng)桿菌介導(dǎo)法將dreb基因家族的祖先基因dr2轉(zhuǎn)入到植物中，得到dreb基因家族的祖先基因dr2過量表達(dá)的轉(zhuǎn)基因植物。

18、本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明公開了dreb基因家族的祖先氨基酸序列和核苷酸序列；通過人工構(gòu)建，在擬南芥中過表達(dá)dr2基因，可以促進(jìn)種子的萌發(fā)、提高植株生物量的積累和根系的生長；進(jìn)而獲得具有不同種子萌發(fā)、不同生物量和不同根長的新品種；具有穩(wěn)定遺傳特性；有助于闡明dreb基因在進(jìn)化過程中的生物學(xué)功能，在植物分子改良育種中具有良好的應(yīng)用前景。

技術(shù)特征：

1.一種dreb基因家族的祖先基因dr2，其特征在于，該基因的核苷酸序列為：

2.由權(quán)利要求1所述的一種dreb基因家族的祖先基因dr2編碼的蛋白，其特征在于，該蛋白的氨基酸序列為：

3.如權(quán)利要求1所述的一種dreb基因家族的祖先基因dr2在調(diào)控植物種子萌發(fā)、生物量以及根系生長中的應(yīng)用。

4.如權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其特征在于，所述調(diào)控具體為提早種子萌發(fā)、增加生物量以及促進(jìn)根系生長。

5.如權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其特征在于，所述植物為哥倫比亞生態(tài)型擬南芥。

6.如權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其特征在于，包括以下方式：

7.如權(quán)利要求4所述的應(yīng)用，其特征在于，所述方式2)采用農(nóng)桿菌介導(dǎo)法將dreb基因家族的祖先基因dr2轉(zhuǎn)入到植物中，得到dreb基因家族的祖先基因dr2過量表達(dá)的轉(zhuǎn)基因植物。

技術(shù)總結(jié)
一種DREB基因家族的祖先基因DR2及其應(yīng)用，屬于基因工程技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明一方面提供了一種DREB基因家族的祖先基因DR2，另一方面提供了該基因的應(yīng)用。通過人工構(gòu)建，在擬南芥中過表達(dá)DR2基因，可以促進(jìn)種子的萌發(fā)、提高植株生物量的積累和根系的生長；進(jìn)而獲得具有不同種子萌發(fā)、不同生物量和不同根長的新品種；具有穩(wěn)定遺傳特性；有助于闡明DREB基因在進(jìn)化過程中的生物學(xué)功能，在植物分子改良育種中具有良好的應(yīng)用前景。

技術(shù)研發(fā)人員：吳文武,郭翼欣,王朔,賈亞奇,鄧德銀,蔡碧君,張宇燕
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江農(nóng)林大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19