[发明专利]一种柠条转录因子CkAREB及其在抗逆植物培育中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种bZIP/AREBP类转录因子。具体地说明，本发明涉及一种来源于沙漠灌木植物柠条(Caragana korshinskii Kom)的编码bZIP/AREBP类转录因子的基因，命名为CkAREB。本发明还涉及编码这类转录因子的蛋白，以及含有这类基因的载体，以及利用这类基因培育耐逆植物的应用。

技术背景

在我国西部地区，缺水是一个严重的环境胁迫因子，是阻碍农、林业进一步发展的瓶颈因素。从遗传上提高植物的抗逆性，是未来农、林业的迫切需要。近年来运用分子生物学研究植物复杂的生理调控已获得长足的发展，随植物生理特性及相关抗旱分子机制的研究发展，以及多个与抗旱胁迫相关的基因已克隆、定位，已逐步揭示了控制植物耐旱效应的分子作用机制(调控机制)，为利用基因工程提高农、林物种的抗逆性能提供了理论的指导作用。在我国西部地区，土地的沙漠化和植被生态退化十分严重，主要原因是干旱缺水，许多引种到西部的树种由于干旱生长缓慢或者死亡，如何恢复干旱沙漠地区的植被，防风固沙，维护生态环境，是当前我国国民经济所面临的一个重要的问题。我国相继制订为维护我国西部持续发展，治理干旱地区的总体方针，其中在西部干旱地区大力提倡退耕还林亦是重要措施之一。针对我国西部地区对高抗、优质林木新品种的需求，可将基因工程技术与常规育种方法相结合，可望在培育出适合西部地区地转基因的抗逆新树种，为我国西部长远、高效和持续育种提供保障。

在植物受到盐胁迫时，植物细胞受到伤害，产生一系列包括渗透胁迫和离子胁迫在内的胁迫信号，而这些初级的胁迫信号又进一步开启了下游的胁迫信号受体，激活各种逆境激酶和转录因子，导致各种耐盐、耐旱基因的增强表达。bZIP是植物在受到逆境胁迫情况下，所产生的ABA诱导的一类转录因子，可以启动包含ARE等顺式作用元件的抗逆基因的表达(如Lea)，而提高植物的抗逆性。

本发明人已从沙漠灌木植物柠条(Caragana korshinskii Kom)中克隆到bZIP/AREBP类转录因子，命名为CkAREB。该基因的表达受干旱、盐诱导。构建了用于单、双子叶植物的表达载体，转化双子叶模式植物烟草和木本模式植物毛白杨。转基因植株显现明显的抗逆性。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种具有较强耐旱性的CkAREB，该基因来源于柠条(Caragana korshinskii Kom)，其核苷酸序列与氨基酸序列示于SEQ ID NO：1和SEQ ID NO：2。图1中所示的序列代表了柠条中bZIP/AREBP类转录因子。

应当指出的是，对本发明的bZIP/AREBP类转录因子进行一个或多个(优选10个)氨基酸的替换、插入或缺失所得到的具有相同功能的类似物也能达到本发明的目的。因而，本发明也包括与SEQ ID NO：2所示的氨基酸序列具有至少90％同源性，尤其具有至少95％的同源性，但同时具有柠条中CkAREB基因活性的功能类似物。

本发明的另一个目的所提供一种编码来自柠条的bZIP/AREBP类转录因子的基因CkAREB，在图1SEQ ID NO：1中所示的基因代表了柠条CkAREB的基因家族，它们都含有保守的bZIP结构域序列，但不限于所列的序列。本领域的普通技术人员可以了解，在SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列的基础上进行一个或多个(优选10个)核苷酸的保守性替换、缺失、添加或修饰所得到的核苷酸序列同样能够实现本发明的目的。本领域的普通技术人员同样能够了解，在严紧杂交条件下与SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列进行杂交的核苷酸序列同样能够实现本发明的目的。

本发明的再一个目的是提供一种培育耐盐植株的方法，该方法包括用本发明的CkAREB基因构建植物表达载体；用构建的表达载体转化植物组织；将转化的植物组织培育成植株。

本发明的又一个目的是提供一种所提及CkAREB基因的表达载体(图3)。可使用任何一种可以引导外源基因在植物中表达的表达载体。这些植物表达载体包括但不限于，双元农杆菌载体，例如pBIN19，pBI121，pB221，含DRE、ARE元件的启动子以及用于单子叶植物微弹轰击的载体。载体还可包括3’非翻译区域。3’非翻译区域是指一种基因的部分，它含有一种包含聚腺苷酸信号和任何其它的可效应mRNA前体加工或基因表达的DNA片段。本发明的CkAREB基因的3’非翻译区域可被用于在植物中表达。