[发明专利]一种水稻热胁迫转录因子在育种中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及植物育种，具体涉及水稻热胁迫转录因子OsHsfA2d在培育种子耐储存和抵御播种期冷害植物品种中的应用。

背景技术

我国北方大部分地区水稻播种期正处在夏初，容易遭遇低温冷害，使水稻种子萌发受损，造成农业减产受损。但若延迟播种，容易错过土壤墒情，增加农民生产成本。培育延迟种子萌发的水稻新品种可以很好的既不使农民错过好的土壤墒情期，又能有效的避开萌发期低温冷害，保正水稻种子的正常的发芽率，保持农业生产的正常进行。

粮食种子贮存过程中会因为一些种子的霉变或者发芽而造成生产上的损失进而影响粮食安全。故若能找到抑制种子发芽的基因使种子发芽受损或者丧失发芽能力可为种子贮存提供一个安全保障。

故阐明水稻萌发和发芽的分子机制，尽快地分离、鉴定出一批影响水稻萌发和发芽的基因，是我们利用基因工程手段加快作物品种改良进程的关键因素之一。

热胁迫是许多植物在高温夏季每天都必需面临的环境因素，虽然水稻为喜温作物，但是水稻在开花期和灌浆期对高温非常敏感，容易形成“高温逼熟”，使产量锐减。研究发现，对高温的耐受差异性是品种固有的遗传特性决定的，含有粳稻基因的亲本组合和含有早熟基因的亲本组合均表现为不耐高温热害，而常规稻、中等穗型的水稻，其高温热害明显轻发，主要原因是粳稻基因不耐高温，早熟基因不耐高温，大穗型对营养要求高，对环境要求严，也不耐高温。

陆地植物在长期的进化过程中，产生了一系列的措施以便适应环境的快速变化，由于陆生植物不能移动，植物对于低温、高温、盐胁迫、重金属和极端缺水干旱的极端环境，能够迅速做出反应，使它们得以生存和繁衍。其中，热胁迫蛋白(heat stress proteins，Hsps)广泛存在于所有真核生物和原核生物中，它们在各种胁迫反应中都起着重要的作用：组成型表达的热胁迫蛋白是一类分子伴侣(Molecular Chaperones)，它们参与维持蛋白质的合成、折叠、运输、功能和降解等过程。热胁迫蛋白的表达直接受热胁迫转录因子(heat stress transcriptionfactors，Hsfs)的调控，这些转录因子是热胁迫反应中的关键调节因子。

根据热胁迫转录因子的蛋白结构，高等植物的热胁迫转录因子分为三类，A，B和C类。和其它的转录因子一样，热胁迫转录因子的大小和序列各不相同，但它们具有一定的结构模式：N末端具有DNA结合结构域(DBD)，它可以特异性地识别热胁迫蛋白启动子上的序列(heat stress promoter elements，HSE)。HSE由具有二折对称结构的重复序列(5’-AGAAnnTTCT-3’)组成，存在于受热诱导的基因启动子TATABox的上游。与DNA结合结构域相邻的是HR-A/B区以及核定位信号(NLS)和核输出信号(NES)以及激活肽结构域(AHA)。

在高等植物中，对于热胁迫转录因子只在拟南芥和番茄有着较为系统的研究，对于番茄20多个Hsfs的研究发现，HsfA1、A2和B1代表了三个最重要的家族，它们分别在热胁迫发生的三个阶段，诱发、维持和恢复中起着不同的作用。在番茄中，HsfA1a是热胁迫反应中最主要的调节蛋白，它参与诱导包括HsfA2和HsfB1在内的热诱导蛋白；过量表达HsfA1a的转基因番茄，比野生型对照耐热性增加；而降低HsfA1a表达的番茄，对于高温胁迫超敏感，并伴有Hsp70转录的减少和果实成熟的延缓，因此HsfA1a在耐高温胁迫反应中是必不可少的；。HsfA2只在热诱导后表达，是最主要的Hsf，在炎热的夏天参与多次的热胁迫和恢复过程；HsfA2的活性受到一系列蛋白，通过调控其溶解性、细胞内的定位以及激活功能实现的；Hsp17-CII可以与HsfA2 C末端相互作用，形成特异的共抑制子，两者在胞质中形成大的颗粒聚合物，该聚合物可以在Hsp17-CI存在下、或者HsfA2与HsfA1形成异源二聚体进入细胞核后解聚，解聚过程需要依赖于ATP的Hsp70和Hsp101分子伴侣的活性；HsfB1与HsfA1协同作用，招募包括组蛋白乙酰化酶HAC1转录共激活子。

发明内容

本发明的目的是提供水稻一种热胁迫转录因子OsHsfA2d在培育种子耐储存和抵御播种期冷害育种中的应用

本发明所提供的热胁迫转录因子，来源于水稻(Oryza sativa L.)，名称为OsHsfA2d，是如下(a)的蛋白质：

(a)由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；

其中，序列表中的序列1由379个氨基酸残基组成。