[发明专利]包含向日葵Hahb－10基因编码序列的DNA构建体、包含该序列的转基因植物及该植物的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物技术领域，更具体地说，涉及植物遗传工程。本发明提供了有用的DNA序列和构建体，以获得具有较短生命周期并更耐受除草剂的转基因植物。更具体而言，本发明提供了包含向日葵(Helianthus annuus)Hahb-10基因编码序列的新型构建体，和一种使用这些构建体获得植物的方法，所述植物对如甲基紫精的产生氧化胁迫的除草剂具有高耐受性，并与同种野生型植物相比具有缩减的生命周期。

背景技术

同源异型框基因和其在植物发育中的参与。

植物发育是由空间上和时间上的基因表达程序决定的。这些程序由起转录因子作用的调节蛋白所控制。

植物的一个与众不同的特征在于：它们能够对环境条件作出应答来改变其发育，以便适应环境条件。这种反应的第一个环节是由转录因子引发的链式反应，该反应引发(shoot)植物的生物化学上和生理上的改变。驱动这些反应的转录因子的知识可用于制备能够适应不利环境条件的转基因植物。

转录因子具有其靶基因中的DNA启动子区中的特别序列的特异性DNA结合结构域。该同源结构域是一个60个氨基酸的蛋白质基序，该基序存在于通常参与发育过程调节的众多真核生物转录因子之中(Gehring，1987)。该同源结构域存在于已研究过的几乎每种真核生物中。已经从真菌、动物和植物中分离一些同源异型框基因(Gehring等人，1994)。

在植物中，一些同源结构域蛋白家族已被描述(Chan等人，1998)。这些家族之一，所谓的HD-Zip，包括具有与同源结构域的C-末端临近的典型的亮氨酸拉链基序的蛋白质。正如所预料的，这些蛋白以二聚体形式结合DNA。去除亮氨酸拉链或在同源结构域和亮氨酸拉链之间引入额外的氨基酸，显著地降低结合亲和力，这表明亮氨酸拉链负责用于有效结合的同源结构域的正确定位。对于在不同蛋白质浓度(concentration)上的结合的分析表明二聚体形成是DNA结合的前提(Sessa等人，1993；Palena等人，1999)。

已经提出并且随后得到实验证据的支持，HD-Zip蛋白参与调节与植物环境条件应答相关的发育过程(Carabelli等人，1993；Chan等人，1998；Deng等人，2002；Hanson等人，2001；Himmelbach等人，2002；Sawa等人，2002；Schena等人，1993；Soderman等人，1999)。

拟南芥(Arabidopsis)亚家族II的一个成员Athb-2/HAT4的表达由远红光调节，其功能与避阴反应相关(Carabelli等人，1993；Morelli和Ruberti，2000；Morelli和Ruberti，2002；Sreindler等人，1999)。HAT2也是拟南芥亚家族II的一个成员，并且通过DNA微阵列筛选已鉴定其是生长素可诱导基因(Sawa等人，2002)。

以前已报道一些来源于向日葵的同源异型框基因的分离和鉴定(Chan和Gonzalez，1994；Gonzalez和Chan，1993；Gonzalez等人，1997；Valle等人，1997)。Hahb-4是该亚家族I的一个成员，并且它的功能与水胁迫反应有关(Dezar等人，2005a；Dezar等人，2005b；Gago等人，2002)。

植物的生命周期

植物的生命周期开始于种子萌发并且随着幼苗生长继续，直到其构成开花并产生含有将再次开始该植物周期的种子的果实的成熟植株。获得具有较短生命周期的植物将在现代农业中非常重要。

杂草和除草剂

杂草是不想要的植物，其通过与农作物竞争水分、养分和光照降低农作物的产量和质量。杂草荫蔽农作物，吸收其水分和养分，并且使收割困难。

众所周知，杂草可与农作物竞争养分，引起家畜中毒，可能作为许多不同昆虫和瘟疫的宿主，妨碍收割任务，并且释放一些能够影响目的农作物正常发育的物质。这就是对于农业活动来说，杂草被看作是应当从乡村清除的有害的和不想要的植物的原因。

一些化学物质，所谓的除草剂，已经被用于控制这样的杂草，引起其死亡或抑制其生长，而不影响目的农作物。百草枯是一种活性成分是甲基紫精的除草剂。这种除草剂通过控制各种各样的一年生植物和某些多年生杂草来保护农作物。百草枯的广泛应用已经导致了杂草的抗性。在那些进化的抗性生物型中，其已无有意义的农业影响。