[发明专利]一种转录因子MxIRO2及其编码基因与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种与植物耐缺铁相关的蛋白及其编码基因与应用，特别涉及小金海棠(Malus xiaojinensis)MxIRO2蛋白及编码基因与应用。

背景技术

铁元素是作物生长必需的营养元素之一。作物缺铁会引起叶片黄化、早衰等现象，严重缺铁会造成作物产量与品质下降，严重影响农业生产。农业缺铁是一个世界性的问题，世界各国都有大量有关植物缺铁的报道。

IRO2是一个与植物缺铁相关的bHLH转录因子，最先在机理II植物水稻中被克隆到，OsIRO2在水稻缺铁根部和幼叶部分被诱导表达(Ogo et al.，Isolation and characterization of IRO2，a novel iron-regulated bHLH transcription factor in graminaceous plants，Journal of Experimental Botany，2006，57(11)：2867-2878)。随后，与OsIRO2同源的基因HvIRO2在大麦中被发现，而且HvIRO2与OsIRO2的氨基酸序列有64％的相似性。许多禾本科植物缺铁诱导表达基因的上游都存在OsIRO2结合序列，因此，OsIRO2是一个重要的调控因子。在小麦，高粱，玉米等一些禾本科植物中也发现与OsIRO2开放阅读框同源的氨基酸序列，这些螺旋-环-螺旋的蛋白虽然没有bHLH的保守结构域，但它们彼此具有高度同源性。研究表明，在拟南芥中发现的两个bHLH转录因子AtbHLH38和AtbHLH39与水稻中OsIRO2属于同一个bHLH转录因子成员，而这些tbHLH成员与LeFER，AtFIT1，FRU及AtbHLH29转录因子则属于不同的bHLH家族成员，在AtbHLH38，AtbHLH39和水稻中OsIRO2蛋白的bHLH结构域中含有组氨酸，谷氨酸和精氨酸残基，这表明IRO2可以和G-box(-CACGTG)结合，而LeFER，AtFIT1，FRU，AtbHLH29则可以和E-box(-CANNTG-)结合(Li，X.，Duan，X.，Jiang，H.et al.，Genome-wide analysis of basic/helix-loop-helix transcription factor family in rice and Arabidopsis，Plant Physiol，2006，141：1167-1184)。实验也证明，与OsIRO2结合的DNA区域5′-CACGTGG-3′也含有G-box(Ogo et al.，2006)，通过与DNA结合来调控下游基因的表达从而使植物能够适应缺铁胁迫的环境。

因此，通过对上游调控因子的研究可以进一步理解植物抗缺铁胁迫的分子机制。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种植物耐缺铁相关的蛋白及其编码基因与应用。

本发明所提供的植物耐缺铁相关的蛋白，名称为MxIRO2，来源于苹果属小金海棠，是如下(a)或(b)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；

(b)将序列表中序列1的氨基酸残基序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物耐缺铁相关的由(a)衍生的蛋白质。

上述蛋白的编码基因为如下1)-3)中任一所述的基因：

1)序列表中序列2所示的DNA分子；

2)在严格条件下与1)所示的DNA分子杂交且编码所述蛋白的DNA分子；

3)与1)或2)的基因具有90％以上的同源性且编码所述蛋白的DNA分子。

含有上述任一所述编码基因的表达盒、重组表达载体、转基因细胞系或重组菌也属于本发明的保护范围。

所述重组表达载体是在pET-30a载体的多克隆位点间插入权利要求2或3所述的编码基因得到的重组表达载体。

扩增上述任一所述编码基因全长或其任一片段的引物对也属于本发明的保护范围。

所述引物对中，一条引物序列如序列表中序列3所示，另一条引物序列如序列表中序列4所示。

上述蛋白在作为转录因子中的应用也属于本发明的保护范围。

上述蛋白在调节植物的耐缺铁性中的应用也属于本发明的保护范围。

上述应用中，所述植物为小金海棠。

其中，序列表中的序列1由253个氨基酸残基组成。