[发明专利]一种转录因子锌指蛋白基因ZxZF及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种转录因子类锌指蛋白基因，具体地说，本发明涉及一种来源于可以生长在沙漠中的灌木植物霸王(Zygophyllum xanthoxylum(Bunge)Maxim.)的锌指蛋白基因，命名为ZxZF。本发明还涉及该基因编码的蛋白-锌指蛋白，含有ZxZF的植物表达载体，以及利用该基因转化植物。

背景技术

转录因子也称为反式作用因子，它是一种能够与真核基因启动子区域中顺式作用元件发生特异性相互作用的DNA结合蛋白，通过它们之间以及与其它相关蛋白之间的相互作用，激活或抑制转录。由于其能够调控下游一系列功能基因的表达，因此转录因子类基因的分离正日益受到人们的重视^[i]。近年来，相继从高等植物中分离出一系列调控干旱、高盐、低温、激素、病原反应及发育等相关基因表达的转录因子^{[ii，iii，iv，v，]}。

由于植物的抗逆反应是一个十分复杂，植物对抗旱性的强弱往往不取决于某个单一因子，其性状受到许多因子影响。因此，要使植物抗旱性得到综合的、根本性的改良，重要的还是从一些关键的调节因子着手。一个转录因子可以调控多个与同类性状有关的基因的表达，在提高作物对环境胁迫抗性的分子育种中，与导入或改良个别功能性基因来提高某种抗性的传统方法相比，从改良或增强一个关键的转录因子的调控能力着手，是提高作物抗旱性的更为有效的方法和途径。增强一个转录因子的作用，就可通过它促进多个功能基因发挥作用，从而使植株性状获得综合改良的效果^[vi]。

转录因子都包含一个DNA结合区(DNA-binding domain)，这是转录因子识别顺式作用元件并与之相结合的一段氨基酸序列，相同类型转录因子DNA结合区的氨基酸序列较为保守。植物转录因子中比较典型的DNA结合区有bZIP结构域、锌指结构域、MADS结构域、MYC结构域、MYB结构域、Homeo结构域以及AP2/EREBP结构域等^[vii]。其中一些结构域又可根据其特征区中保守氨基酸残基的数量和位置划分成几个亚类，例如，锌指结构域^[viii]一般由20～30个氨基酸残基组成，含两个保守的半胱氨酸(C)和组氨酸(H)残基，它们在四级结构上与锌离子结合，根据半胱氨酸(C)和组氨酸(H)残基的数目和位置，可将含锌指结构域的转录因子分为C2H2，C3H，C2C2，C3HC4，C2HC5亚类，本发明所涉及的锌指蛋白基因属于C2H2亚类，目前尚未检索到来自其它植物的编码该锌指蛋白的基因。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种具有较强耐逆性的基因ZxZF。该基因来源于生长在沙漠中的强旱生植物-霸三E(Zygophyllum xanthoxylum(Bunge)Maxim.)，其cDNA核苷酸序列与其编码的氨基酸序列分别示于图1和图2。

本发明的又一个目的是提供一种含ZxZF基因的植物表达载体。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，pBI221，含DRE和/或ABRE元件的启动子以及用于单子叶植物微弹轰击的植物表达载体。

本发明的载体也可含有适当的启动子。在本发明中可使用任何一种强启动子。这些启动子包括但不限于花椰菜花叶病毒(CaMV 35S)、Ubiqutin、Actin启动子。它可单独使用或与其它的植物启动子结合使用。

为了便于对转基因植物细胞或植株进行鉴定及筛选，可对所使用的载体进行加工，包括加入植物可选择性标记。可使用的选择性标记包括对抗生素抗性的酶，抗生素包括庆大霉素、潮霉素、卡那霉素等。同样，可使用产生通过颜色变化(例如GUS)或发光(例如荧光酶)来识别的化合物的酶。另外，也可不用任何筛选标记。

本发明的表达载体可通过使用Ti质粒，Ri质粒，植物病毒载体，直接的DNA转化，微注射，电穿孔等导入植物细胞。

可使用本发明的方法转化的植物宿主包括单子叶植物和双子叶植物，所述单子叶植物例如小麦、玉米、水稻、禾本科牧草等，所述双子叶植物例如杨树、大豆、棉花、油菜等。

具体实施方式

下面通过参考实施例具体描述本发明，但本领域的普通技术人员可以理解的是，本发明并不局限于下述实施例。

实施例1.霸王ZxZF基因的克隆与序列结构分析