[发明专利]利用枳转录因子基因PtrABF提高植物抗旱能力

说明书

技术领域

本专利属于植物基因工程领域。具体涉及从枳中分离、克隆得到ABA响应的转录因子(PtrABF)，然后将该基因导入到模式植物烟草中进行功能验证，获得的转基因植株抗非生物逆境能力明显提高。 

背景技术

干旱影响植物的生长发育、地理分布和生产能力，是农业生产面临的严峻挑战，也是许多地区农业发展的瓶颈。据统计，世界干旱和半干旱地区占地球陆地面积的33％，全世界每年由于水分胁迫造成作物生产的损失几乎等于其它所有环境因子所造成的损失的总和。由此可见，培育抗旱的农作物新品种是应对季节性干旱、扩大农作物种植区、实现节水农业的重要途径。 

植物遗传转化是利用生物、物理或化学等手段将外源基因导入受体细胞以得到转基因植物的技术，该技术是在不大规模改变植物自身性状的同时，可以插入特定性状从而培育新种质，在作物遗传改良中具有十分重要的作用和应用前景。自1983年首例转基因植物问世以来，植物转基因研究取得了长足的进展。一些转基因作物进行商业化种植，面积不断增加，截止2009年，全球共有25个国家有商业化的转基因植物，种植面积共1.35亿ha，比2008年增长了7％。在果树上，美国利用转基因技术获得抗PRSV的番木瓜并商业化生产，使美国夏威夷的番木瓜产业得到大的发展。勿用置疑，开展转基因工作以培育抗旱转基因材料的关键是克隆在干旱应答中起重要作用的基因。 

在长期进化过程中，高等植物形成了相应的逆境应答机制，大量研究表明，植物在转录水平上发生改良是应答逆境胁迫的一个重要机制。根据基因产物的作用，植物非生物逆境胁迫应答基因可以分为功能蛋白和调节蛋白两类，前者在植物应答逆境中起直接作用，后者则是重要的调节因子。 

ABA响应元件(ABA responsive element，ABREs)调控ABA和逆境响应的基因已经被大量的研究所证实，在这些顺式元件中普遍拥有(C/T)ACGTGGC这一共同序列。与ABRE元件结合的转录因子称为ABF(ABREbinding factors)或AREB(ABRE binding elements)，属于bZIP蛋白家族。迄今为止，ABF基因已在番茄( et al.，2009)、水稻(Hossain et al.，2010)、莴苣(Vanjildorj等，2005)、拟南芥(Fujita等，2005)等植物上克隆，在克隆ABF的cDNA的基础上，开展了基因转化研究，Choi等(2000)结果证明，转ABF基因后，在某些逆境胁迫下，转化子表现出较强的抗性。Kang等(2002)和Fujita等(2005)研究表明AREB1/ABF2，、ABF3或ABF4在拟南芥中超表达能够增加抗旱性。更一定研究者感兴趣的是，Kim等(2004)研究发现在拟南芥中超表达ABF2能够增加对干旱、高盐、高热和氧化胁迫的抗性。上述研究表明，ABF转录因子在植物的抗旱性中起到重要的作用，将ABF基因用于遗传转化是获得抗旱新种质的重要途径。 

虽然有较多的研究表明ABF基因已经在一些植物中克隆，但在枳中尚未见该基因克隆及功能验证的报道，更未见应用枳ABF基因转化植物提高抗旱的文献报道。 

发明内容

本发明目的在于克服现有技术存在的缺陷，从克隆枳(Poncirus trifoliata)分离克隆出ABF类转录因子，申请人将这个转录因子命名为PtrABF，通过农杆菌介导遗传转化方法获得抗旱转基因植株，为植物抗非生物逆境分子设计育种提供新的基因资源，为实施绿色农业、节水农业提供新的遗传资源，该遗传资源的开发利用有利于降低农业生产成本和实现环境友好。 

本发明是这样实现的： 

申请人基于植物基因克隆技术从枳中克隆得到一个新基因PtrABF，其核苷酸序列如序列表SEQ ID NO：1所示，在SEQ ID NO：1所示序列的36-1382b处为该基因的编码区；其编码的氨基酸序列如序列表SEQ IDNO：2所示，它包含1347bp的开放阅读框，编码448个氨基酸，等电点为9.66，预测的分子量为48kD。 

申请人设计了克隆上述的基因PtrABF的cDNA序列的引物对，其核苷酸序列如下所示： 

正向引物：PtABF Forward，5’-ATTGGAGCAAGCTGTTGCCACCGC-3’； 

反向引物：PtABF Reverse，5’-CGCAGCTGCCTACACTCCATGG-3’。