[发明专利]一种金丝慈竹衰老相关转录因子及其编码基因与应用

说明书

技术领域

本发明属于植物基因工程技术领域，具体涉及一个NAC家族转录因子，特别涉及金丝慈竹衰老相关转录因子及其编码基因与应用。

背景技术

植物衰老是在自然死亡前生理上的一系列衰退过程，是长期进化和自然选择的结果(李晴, 朱玉贤，分子植物育种，第1卷，第3期，2003年)。它受遗传基因控制，是发育的组成部分。衰老是植物生长发育、形态建成和对环境应答反应中一个必要的、主动的过程，是受内外因子直接或间接影响的一种器官或组织逐步走向功能衰退和死亡的变化过程，它除了代表器官或组织生命周期的终结之外，在发育生物学上也有着重要意义。   

关于植物衰老的研究主要集中在叶片衰老的研究上。在叶片衰老过程中，细胞结构、生理生化代谢以及基因表达调控等都发生很多变化（Gepstein S， Genome Biology, 5(3):212, 2004；Chandlee JM, Physiologia Plantarum, 113:1-8,2001; Nam HG, Trends Plant Sci, 8(6):272-277,2003)。关于叶片衰老在生理学，生物化学和分子生物学方面已有不少报道(Yoshida S. Current Opinion in Plant Biology, 6: 79-84,2003； Larry et al, Physiol Plant, 101: 746-753, 1997; Nam HG, Curr Opin Biotech, 8: 200-207,1997； Smart CM, New Phytol, 126: 419-448, 1994； Nam HG, Annu Rev Plant Biol, 58:115-36, 2007；  Betania et al Trends Plant Sci , 5(7):278-282. 2000)。

高等植物的生长发育和抗逆响应都通过其转录因子调控目的基因表达。NAC 转录因子是特异存在于植物中具有多种生物功能的一类新型转录因子。1997年Aida等首先报道了NAC结构域，发现在矮牵牛NAM 基因、拟南芥ATAF1／2和CUC2基因编码蛋白的N端包含一段保守的氨基酸序列，取三基因首字母命名为NAC（Aida M, et al, Plant Cell, 9 (6) : 841 – 857,1997）。

NAC 转录因子最主要的结构特点是各成员的N端含有高度保守的NAC结构域，整个N端区域可划分为5个亚结构域(A、B、C、D、E),其中亚结构域A、C、D高度保守,亚结构域C、D序列中含有核定位信号( nuclear localization signals, NLS) ,可能与转录因子核定位及启动子上特定顺式元件的识别有关（Kikuchi K,et al, Mol Gen Genet, 262 (6) : 1047 – 1051, 2000；Ooka H ,et al, DNA Res, 10 (6) : 239 -247, 2003）。E亚结构域在NAP、AtNAC3、ATAF和OsNAC3亚家族中高度保守(Ooka H, et al,DNA Res, 10 (6) : 239 -247, 2003)。C端是转录激活功能区( transcrip tional activation regions, TARs) , 具有高度的多样性，该端的共同特点是一些氨基酸如丝氨酸、苏氨酸、脯氨酸、谷氨酸重复出现的频率高。2003年，Ooka 等通过全基因组分析，在拟南芥中发现105个NAC转录因子，在水稻中则发现75个NAC成员。通过比较NAC结构域的氨基酸序列，将它们分成2个大族，3个亚族（OsNAC3, ATAF , NAM）。根据近几年报道，NAC家族又被划分为为5个亚族（ OsNAC3, ATAF , NAM , AtNAC3, NAP）。