棉花GhWRKY51轉(zhuǎn)錄因子及其編碼基因與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及棉花WRKY轉(zhuǎn)錄因子及其應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種棉花GhWRKY51轉(zhuǎn) 錄因子及其編碼基因與應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 棉花是重要的經(jīng)濟(jì)作物，其纖維是世界上紡織工業(yè)的重要原料。同時(shí)棉花還是油 料、飼料和其他工業(yè)原料的重要來源之一。然而棉花的產(chǎn)量和品質(zhì)經(jīng)常受到蟲害、病害和各 種逆境的影響。為了保證糧食安全，棉花的種植面積和種植地都要發(fā)生變化。尤其在不利于 種植糧食作物的鹽堿地和干旱地種植棉花成為棉花研究的一個(gè)方向。為了解決該個(gè)問題必 須加強(qiáng)棉花抗逆育種研究。通過挖掘一系列抗逆相關(guān)基因，利用基因工程技術(shù)創(chuàng)制抗逆棉 花新材料，可加速培育適應(yīng)性強(qiáng)和產(chǎn)量高的棉花新品種進(jìn)程。對(duì)于抗逆棉花品種培育的研 究最大的難點(diǎn)是抗逆資源的培育，然而常規(guī)育種的方法很難有效地獲得該些抗逆資源。隨 著人口不斷的增長(zhǎng)、環(huán)境污染、不合理的灌概，過量施用化肥等因素，±壤鹽堿化愈發(fā)嚴(yán)重， 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與可利用耕地間的矛盾日益加劇。因此，提高棉花的抗逆性特別是棉花的耐鹽能 力對(duì)于擴(kuò)大棉花的種植范圍、開發(fā)鹽堿±地具有十分重要的意義。
[0003] 轉(zhuǎn)錄因子（transcription factor)是指能夠與真核基因的順式作用元件發(fā)生特 異性相互作用并對(duì)轉(zhuǎn)錄有激活或抑制作用的DNA結(jié)合蛋白，轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控復(fù)雜的蛋白間的 互作網(wǎng)絡(luò)。現(xiàn)有的轉(zhuǎn)錄因子主要包括：MYB、WRKY、bZIP、AP2/EREBP，它們廣泛參與植物抗 旱、耐鹽等非生物逆境的調(diào)控。WRKY轉(zhuǎn)錄因子是近年來發(fā)現(xiàn)的一類在植物中廣泛存在的重 要轉(zhuǎn)錄因子超家族。WRKY蛋白通過特異性識(shí)別下游目的基因啟動(dòng)子區(qū)的W-box，從而參與 植物的生長(zhǎng)發(fā)育及抗逆反應(yīng)過程。大量研究表明WRKY轉(zhuǎn)錄因子在響應(yīng)植物的生物脅迫反 應(yīng)過程中發(fā)揮重要作用。近年來有關(guān)WRKY轉(zhuǎn)錄因子參與植物生物脅迫的研究逐漸被報(bào)道， 但關(guān)于棉花WRKY參與非生物脅迫的研究不多。
[0004] 除了在植物抗逆性的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)方面起著十分重要作用外，WRKY轉(zhuǎn)錄因子家族還 參與調(diào)控植物生長(zhǎng)發(fā)育和物質(zhì)代謝等生理過程，包括種子形成、種子休眠和萌發(fā)、果實(shí)的成 熟、根毛發(fā)育、葉片的衰老、胚胎形成等。WRKY轉(zhuǎn)錄因子的部分成員也參與了植物衰老過程 并且發(fā)揮了重要的作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明旨在提供一種棉花GhWRKY51轉(zhuǎn)錄因子，是如（a)或化）所示的蛋白；
[000引 （a) SEQ ID NO. 2所示的蛋白質(zhì)；
[0007]化）將SEQ ID NO. 2所示的蛋白質(zhì)通過一個(gè)或多個(gè)氨基酸的替換、缺失或/和插入 而衍生得到的仍具有GhWRKY51轉(zhuǎn)錄因子功能或活性的蛋白變體。
[000引本發(fā)明的目的之二是提供一種棉花GhWRKY51轉(zhuǎn)錄因子編碼基因，是如SEQ ID NO. 1所不的堿基序列；或在SEQ ID NO. 1所不的堿基序列基礎(chǔ)上進(jìn)行一個(gè)或多個(gè)堿基的替 換、缺失或/和插入的堿基序列變體，且該堿基序列變體所編碼的蛋白仍具有GhWRKY51轉(zhuǎn) 錄因子的功能或活性。
[0009] SEQ ID NO. 1所示的堿基序列或者在嚴(yán)格條件下與其雜交且編碼得到的仍具有 GhWRKY51轉(zhuǎn)錄因子功能或活性的DNA分子也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。所述SEQ ID NO. 1 所示的堿基序列是通過抗鹽S甜文庫(kù)中獲得EST序列后，使用RACE技術(shù)從棉花葉片中克隆 的。
[0010] 本發(fā)明的目的之S是提供棉花GhWRKY51轉(zhuǎn)錄因子編碼基因在提高植物對(duì)逆境脅 迫抗性中的應(yīng)用。
[0011] SEQ ID NO. 1是一種從棉花葉片中克隆出的棉花轉(zhuǎn)錄因子編碼基因，命名為 GhWRKY51，開放閱讀框54化P，編碼由181個(gè)氨基酸組成的蛋白質(zhì)，如SEQ ID NO. 2所示。該 轉(zhuǎn)錄因子啟動(dòng)特定基因的轉(zhuǎn)錄表達(dá)，引起植物生理生化的改變，從而保護(hù)植物的生長(zhǎng)發(fā)育， 增加植物對(duì)逆境脅迫抗性。
[0012] 為了使上述（a)所示的蛋白便于純化，可在由SEQ ID NO. 2所示氨基酸序列組成 的蛋白質(zhì)的氨基末端或駿基末端連接上如表1所示的標(biāo)簽。
[001引表1標(biāo)簽的序列[0014]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 棉花fiWRKY51轉(zhuǎn)錄因子，其特征在于，是如（a)或（b)所示的蛋白： (a) SEQIDNO. 2所示的蛋白質(zhì)； (b) 將SEQIDNO. 2所示的蛋白質(zhì)通過一個(gè)或多個(gè)氨基酸的替換、缺失或/和插入而衍 生得到的仍具有必WRKY51轉(zhuǎn)錄因子功能或活性的蛋白變體。
2. 棉花必WRKY51轉(zhuǎn)錄因子編碼基因，其特征在于，是如SEQIDNO. 1所示的堿基序列； 或在SEQIDNO. 1所示的堿基序列基礎(chǔ)上進(jìn)行一個(gè)或多個(gè)堿基的替換、缺失或/和插入的 堿基序列變體，且該堿基序列變體所編碼的蛋白仍具有fiWRKY51轉(zhuǎn)錄因子的功能或活性。
3. 權(quán)利要求2所述編碼基因在提高植物對(duì)逆境脅迫抗性中的應(yīng)用。
4. 含有權(quán)利要求2所述編碼基因的重組載體或重組菌或轉(zhuǎn)基因細(xì)胞系。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的重組載體，其特征在于，所述重組載體是在pPZPlll的多克隆 位點(diǎn)插入權(quán)利要求2所述的編碼基因得到的重組載體。
6. -種培育耐逆境脅迫的轉(zhuǎn)基因植物的方法，其特征在于，將權(quán)利要求5得到的重組 載體導(dǎo)入到植物中，培育篩選得到對(duì)逆境脅迫抗性提高的轉(zhuǎn)基因植物。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的培育耐逆境脅迫的轉(zhuǎn)基因植物的方法，其特征在于，所述的 植物為雙子葉植物和單子葉植物。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的培育耐逆境脅迫的轉(zhuǎn)基因植物的方法，其特征在于，所述的 植物為煙草、棉花和玉米。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的培育耐逆境脅迫的轉(zhuǎn)基因植物的方法，其特征在于，所述逆 境脅迫包括高鹽或干旱。
【專利摘要】本發(fā)明涉及棉花WRKY轉(zhuǎn)錄因子及其應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種棉花GhWRKY51轉(zhuǎn)錄因子及其編碼基因與應(yīng)用。棉花GhWRKY51轉(zhuǎn)錄因子，是如（a）或（b）所示的蛋白：（a）SEQ ID NO.2所示的蛋白質(zhì)；（b）將SEQ ID NO.2所示的蛋白質(zhì)通過一個(gè)或多個(gè)氨基酸的替換、缺失或/和插入而衍生得到的仍具有GhWRKY51轉(zhuǎn)錄因子功能或活性的蛋白變體。本發(fā)明GhWRKY51在施用JA、ABA、GA 中表達(dá)表現(xiàn)為顯著上調(diào)，施用SA是表達(dá)變化不大，利用干旱和NaCl處理時(shí)發(fā)現(xiàn)GhWRKY51基因表達(dá)均顯著上調(diào)。過量表達(dá)的轉(zhuǎn)基因煙草能夠產(chǎn)生高的抗逆性。
【IPC分類】C12N15-82, A01H5-00, C07K14-415, C12N15-29
【公開號(hào)】CN104725495
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510151382
【發(fā)明人】張安紅, 羅曉麗, 肖娟麗, 王志安
【申請(qǐng)人】山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所
【公開日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2015年4月1日