[发明专利]盐芥DREB2A基因在培育耐高盐耐干旱玉米中的应用

说明书

技术领域

本发明属农作物的生物工程育种领域，具体说，涉及一种通过将盐芥TsDREB2A基因导入玉米、改变玉米抗逆性的方案及用途。 

背景技术

转录因子也称反式作用因子（trans-acting factor），是指能够与基因启动子区域中顺式作用元件发生特异性相互作用的DNA结合蛋白，编码转录因子的基因即是转录因子基因。转录因子基因通过激活或抑制其他基因的转录，从而启动特定基因的表达，进而实现细胞对内外信号的应答反应。简单地说，转录因子基因是可以调节其他基因表达的一类基因，其表达产物可以调节几个个或多个被调控的其他基因。 

DREB(Dehydration responsive element binding protein)即干旱应答元件结合蛋白,含有一个AP2-DNA结合域（AP2 Domain），能特异性结合启动子中的DRE/CRT ( dehydration responsive element)顺式元件( 核心基序为TACCGACAT)。当植物受到外界环境胁迫时,DREB类基因表达产生的转录因子与DRE顺式作用元件结合, 启动受其调控的多个胁迫耐受基因的表达，如rd17、rd29A、kin1、erd10、cor15a、cor78a等，并最终使植物的抗逆性获得增强。DREB类基因属于AP2/EREBP转录因子家族，在拟南芥中这类转录因子已发现5种，分别为DREBlA，DREBlB，DREBlC，DREB2A，DREB2B。其中DREBl类转录因子主要受冷胁迫信号的诱导，DREB2类转录因子主要受干旱胁迫信号诱导，其中DREB2A基因主要受干旱与高盐胁迫诱导。研究表明这类转录因子在逆境诱导基因的表达调控中具有非常重要的作用，因此，通过转基技术使某个或某些特定转录因子在作物体内表达,就可通过它调控多个功能基因,从而达到综合改良作物性状的效果。至目前，AP2/EREBP转录因子家族（AP2／ERF家族）的多个成员已被用于改良植物抗逆性的植物基因工程应用，详情见表1。 

不论是DREB1还是DREB2都能特异性结合DRE/CRT元件，而且它们启动转录的功能在植物原生质体和酵母系统中都已经得到了证实。Haake等研究发现， DREBlA／CBF3基因及另外两个同源基因都能被低温诱导但是不能被干旱诱导，而DREB2A和DREB2B则能够被干早胁迫诱导 (Haake et a1．，2002)；在胁迫应答反应中，CBF2／DREBlC是作为CBFl/DREBlB和CBF3/DREB1A的一个负调控因子而起作用 (Novillo et a1.，2004)。虽然liu等研究认为过量表达DREB2不能提高拟南芥的抗逆性， DREB2基因需要经过转录后修饰才能行使其功能(liu et a1.，1998)，但近年来的最新研究发现，过表达DREB2A的转基因拟南芥获得了明显的抗干旱胁迫能力，基因芯片技术及RNA凝胶杂交分析显示，这种抗旱性的获得是通过DREB2A调控多个水胁迫诱导基因的表达而实现的（Sakuma et a1.，2006）。最近的研究还发现，一些基因通过与DREB2A的相互作用，可以降低受DREB2A调控的干旱及盐胁迫应答基因的表达（Feng et a1.，2008；Kim et a1.，2012），提示DREB2A基因产物可以促进干旱胁迫及盐胁迫应答基因的表达，但是在干旱及盐胁迫应答途径中除了DREB2A基因之外还有更多的基因参与其中并承担着不同角色。 

表1 转DREB /CBF基因植物及其抗逆性情况表（Taishi et al. 2006；李科友等，2011） 

发明内容

针对目前的研究现状，本发明的目的是提供一种转盐芥（Thellungiella salsuginea L.）DREB2A基因（以下用“TsDREB2A基因”表示）改变玉米(Zea Mays L.)抗性 (包括抗干旱性、抗盐碱性等)的应用。 

本发明所述的转TsDREB2A基因改变玉米(Zea Mays L.)抗旱抗盐性的应用方法是，将从盐芥（Thellungiella salsuginea L.）中克隆的TsDREB2A以正义形式重组到植物表达载体中，采用转基因技术将重组基因导入植物细胞，获得转基因植株；通过检测被转入目标基因的表达和在盐碱土及盐碱地中进行转基因植物的种植进行抗逆性鉴定，从中筛选出抗旱抗盐性明显提高或降低的转基因植株及其后代，创造出在玉米育种中有应用前景的新种质和新品种。