[发明专利]南极拟三列真藓BpMBF1基因及其应用

说明书

一、技术领域

本发明涉及南极拟三列真藓BpMBF1基因及其应用，具体涉及南极拟三列真藓BpMBF1基因的克隆、抗低温机制的研究及转基因植物抗低温能力的分析和应用，属于分子生物学和生物技术领域。

二、背景技术

在自然界中，生物的生长处于一个开放的体系中，在其整个生活周期中，受其所处生长环境的影响，造就了其所处环境的耐受性，进而生成与之相关的适应性品种。南极是属世界最寒冷地区，南极拟三列真藓Bryum pseudotrique常年生存在低温寒冷的逆境中，造就了其较强的抗寒性能，因此，通过对南极拟三列真藓抗寒机制的研究在动植物抗寒育种中具有十分重要的理论和实际意义。

目前，转录因子及其调控机理已经逐渐成为基因分子生物学研究领域的重点，与转录因子活力有密切关联的是辅助活化因子，他能增强转录因子和顺式作用原件的结合，目前已经从真菌，多细胞动物和植物中分离出多种此类基因。Multiprotein Bridging Factor 1（MBF1）便是其中的一个辅助活化因子，它的基本表达能够导致许多编码逆境反应转录因子和信号转导基因的转录产物的积累，如WRKY 转录因子、类CBF转录因子、MAPK3/11和钙结合蛋白等。MBF1因子的基因序列从古细菌到人都是相当保守的，最早是在果蝇、蚕等动物体中被发现，在果蝇中过量表达该基因可以延长果蝇的寿命，因此也被称为长寿因子。诸多研究表明MBF1是一个高度保守的，关于内皮细胞分化、激素调节、脂类代谢，中枢神经系统发育和组氨酸新陈代谢等不同过程的调控转录辅激活蛋白，而转录辅激活蛋白在真核的基因表达中扮演决定性的角色，不同有机体的MBF1 蛋白是通过其N末端与C-Jun, GCN4, ATF1 或其它核受体相互作用的。MBF1首次被提纯是从蚕的后部丝腺抽提物中。在酵母、人和果蝇中MBF1增强转录激活主要是通过N末端的一个的区域和特异性转录因子结合及C末端的保守区域和TATA盒结合蛋白TBP结合，起到一个架桥作用。拟南芥的MBF1在转基因酵母中作为转录辅助激活蛋白也起着重要的作用，在拟南芥中 MBF1 基因的超表达能增强其抵抗逆境胁迫的能力。在其他植物中， MBF1 基因也和不同胁迫环境的适应性有关。例如，土豆 MBF1 基因的表达能被真菌侵害、创伤、乙烯和乙烯利诱导增强；在金钗石斛黄草石斛中高温刺激导致 MBF1 基因的 mRNA 增加；在烟草中，高温和干旱同时处理可以使MBF1基因诱导表达, 高温也可使拟南芥MBF1基因表达增强，拟南芥被高温、干旱或者两者同时处理时，MBF1 基因的表达增强。转基因MBF1c拟南芥体植株置于各种生物与非生物的压力环境之下发现比对照植物大 20％，并产出更多种子，同时抗细菌感染、耐热、耐渗透压的能力都有提高。研究成果表明，MBF1 基因在胁迫应激下扮演了一个很重要的角色。

动物MBFl参与多种生物进程的调节，为深入了解动物的抗逆性提供了新思路。而环境胁迫特别是低温条件下严重影响植物的生长和产量。目前，随着植物转基因技术在农业上的广泛应用，大量抗寒相关基因被转入植物以提高植物的抗逆性，然而单个逆境相关基因的作用是有限的。而植物MBFl参与多种胁迫反应，在农作物中超表达MBF1可以调节多种信号转导途径和激活多种防御因子的表达，这就比单纯的转入一个抗性基因更能增强农作物的抵抗力。MBFl为培育新的高抗性的转基因作物提供了新的路径，但是目前对MBF1的抗寒作用机制和功能还不是特别清楚，因此加强对MBFl的研究，揭示它在基因表达中的具体作用和调节机制具有重要的意义，本发明的主要内容是从南极拟三列真藓中克隆MBF1基因，并利用酵母双杂交方法鉴定出与MBF1相互作用的基因，探明MBF1的抗寒机制，为抗寒转基因动植物的制作和抗寒性动植物品种的选育提供理论依据和材料。

    三、发明内容