[发明专利]一种白菜AP2/ERF转录因子基因及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种白菜AP2/ERF转录因子基因及其应用，属于植物基因工程技术领域。

技术背景

白菜(Brassica rapa L. ssp. pekinensis)是亚洲地区最重要的十字花科蔬菜之一。其生长过程容易受到各种病害及非生物逆境的影响，对农药和化肥等的过分依赖导致的环境、健康方面的隐患促使人们从遗传改良上采取更加可持续的、切实可行的对策，这就需要从分子水平上对白菜的抗逆分子机制作更深入的剖析和了解。

植物在外界环境胁迫的刺激下，通过转录激活防御反应相关基因、诱导细胞程序性死亡、细胞壁的增厚、活性氧迸发、诱导抗菌类化合物的合成等一系列防御反应机制维持自身正常的生长和发育(Reymond and Farmer, 1998; Glazebrook, 2001; Xiong et al., 2002; Apel and Hirt, 2004)。转录因子可以响应外界逆境刺激，通过与其他蛋白互作或作用于特定基因的顺式作用元件进而精细地调控下游防御反应相关基因适时适量地表达，参与到植物应答逆境的生理生化过程中。对转录因子的研究有利于揭示植物防御反应抗性形成的机制(Singh et al., 2002)。大量研究表明，AP2类转录因子家族成员广泛参与了植物生长发育及激素、对病原菌的防御、低温、干旱、高盐等逆境信号传递过程(Sakuma et al., 2002; Mine et al., 2003; Wu et al., 2007; Zhu et al., 2010) 。

植物内源激素如水杨酸（salicylic acid, SA）、茉莉酸（jasmonic acid, JA）及乙烯（ethylene, ET）等防御反应相关信号分子在植物抗逆信号网络起重要作用(Kunkel and Brooks, 2002; Bostock, 2005; Loake and Grant, 2007)。ERF转录因子家族成员在各种植物激素介导的信号转导途径网络中起重要调控作用。研究表明，ERF转录因子可以同时受ET和JA诱导，参与植物对病原菌的广谱抗性(Berrocal-Lobo et al., 2002; Onate-Sanchez and Singh, 2002; Lorenzo et al., 2003) 。部分ERF转录因子还同时参与了SA，JA/ET信号途径。如AtERF1，番茄ERF基因Pti4及Tsi1同时受SA，JA，ET的诱导，作为正调节子参与相应的信号通路(Gu et al., 2000; Park et al., 2001; Onate-Sanchez and Singh, 2002) 。此外，ERF转录因子还参与了一条未知的抗病信号转导途径。过量表达NtERF5烟草植株显著增强了对烟草花叶病毒（Tobacco mosaic virus，TMV）的抗性，而该基因的表达水平不受SA，JA，ET影响 (Fischer and Droge-Laser, 2004)。但是迄今为止，对ERF转录因子的功能和作用机制的研究还主要集中在水稻、拟南芥、烟草等少数模式植物上，对于非模式植物白菜中ERF转录因子参与的植物抗病过程及调节机制的研究还相当有限。

发明内容

本发明的目的是提供一种白菜AP2/ERF转录因子基因及在烟草抗青枯病基因工程中的应用，将大力促进烟草抗青枯病基因工程的发展。

本发明人从白菜中克隆了一个编码AP2/ERF转录因子的基因，命名为BrERF11基因。

本发明提供的白菜AP2/ERF转录因子基因，其cDNA序列如SEQ ID No.1所示。

所述基因编码的氨基酸序列如SEQ ID No.1所示。

所述基因在茄科植物烟草抗青枯病基因工程中的应用。

序列表中SEQ ID No.1由812个核苷酸组成，自5’端第1至78位核苷酸为5’端非编码区（5’-UTR），第79位至594位核苷酸为编码序列，第595至597位核苷酸为终止密码子，第598至812位核苷酸为3’端非编码区（3’-UTR）。

序列表中SEQ ID No.2由172个氨基酸残基组成，包含一个AP2/ERF结构域（自序列2的氨基末端第23至80氨基酸残基）及一个CMⅧ-1 (EAR) 基序（自序列2的羧基末端第162至167氨基酸残基）和一个CMⅧ-2基序139 149（自序列2的羧基末端第139至149氨基酸残基）。

含有上述基因的重组表达载体也属于本发明的包含内容。