[发明专利]一个水稻基因BSK331在提高植物耐逆性能上的应用

说明书

技术领域

本发明涉及植物耐逆性相关的基因与其应用，特别涉及来源于水稻与耐逆境相关的转 录因子在提高植物耐盐和干旱中的应用。

背景技术

转录因子(transcriptionfactor，TF)，又称反式作用因子，是指能够与真核基因启动 子区域中的顺式作用元件发生特异性相互作用的DNA结合蛋白分子或者是能与这些蛋白 相互作用的相关蛋白质分子，主要功能是特异性地激活或抑制基因的转录效应(Guilfoyleet al.,1997)。它们在高等植物的生长、发育、形态建成以及生物和非生物胁迫等环境反应中 起着重要的调控作用(Adametal.1994；Logemannetal.,1995；Baersonetal.,1993)。目前， 在植物中发现的转录因子研究较多的有bZIP、MYB、AP2/EREBP、WRKY和MADS等类 型。

转录因子是调控基因表达的关键基因，在作物的生长发育及其应对干旱、高盐、低温 等外界环境的变化中起着重要的调控作用。多年以来，转录因子的克隆和功能研究一直是 科学研究的热点之一，科学家们利用不同的研究路线分离鉴定了大量的转录因子，也从中 发现了一些与农艺性状相关的调控因子，为农作物的性状改良提供了重要基因资源。水稻 是单子叶模式植物，又是我国的重要粮食作物。在水稻基因组测序工作完成后，许多数据 库对水稻基因组进行了分析。据预测，在籼稻和粳稻中分别包含2,025个和2,384个转 录因子，分属于63个转录因子基因家族，如WRKY(111/113，籼稻/粳稻)、bZIP(88/109)、 AP2/EREBP(174/182)、AUX/IAA(30/46)、MYB(136/138)、HB(84/103)等。根 据以往的文献报道与数据库的功能注释，这里既包含植物所特有的转录因子家族，如 WRKY，也包含与植物生长发育、抗逆性等密切相关的其它一些转录因子家族，如bZIP、 AP2/EREBP、MYB等。

HAP转录因子存在于所有真核生物体中，是能够与基因启动子上游的CCAAT框结合 以调节基因转录的反式作用因子。有HAP2、HAP3、HAP5三个亚基组成的异源三聚体， 这三个亚基都是形成HAP-DNA复合物所必需的。现已经从模式植物拟南芥和水稻中克隆 了编码HAP2、HAP3、HAP5蛋白所有基因。拟南芥中每个HAP亚基都由多个基因编码： 10个编码HAP2的基因，13个编码HAP3的基因，13个编码HAP5的基因(Siefersetal., 2009)，这些亚基在理论上可以有1690种组合方式。水稻中有10个编码HAP2的基因， 11个编码HAP3的基因和7个编码HAP5的基因。最早发现的一个HAP基因是LEC1或 者是NF-YB9基因。LEC1在植物发育的胚胎中高度表达，是控制胚胎向成熟状态转变的必 须因子。在对拟南芥HAP3转录因子的研究中发现，HAP3缺失导致拟南芥花期推迟，相 反超表达HAP3基因后，植物开花时间提前。在对HAP转录因子的逆境研究中发现，在拟 南芥中过表达HAP2基因，可以降低其对干旱的敏感程度，能够降低叶片花青素的含量， 而相应突变体中表型相反(Lietal.,2008)。可见HAP转录因子在植物的胚胎发育、光周 期的花期调控以及干旱胁迫上起非常重要的作用。但HAP基因在水稻中的耐逆境功能研 究还较少。

水稻有11个编码HAP3的基因，这些基因的功能还没有详细研究。本发明中采用 HAP3A和HAP3C基因组合BSK331，构建组合载体并利用已经建立的高效的水稻转化系 统使其在水稻中表达，对其进行规模化功能验证，进一步通过研究转基因水稻的表型变化 及抗逆性能的改变等特性推断转录因子的功能，寻找在改良农作物中具有实用价值的植物 重要调节因子，并应用于作物的性状改良，从而有效解决农业生产中的实际问题，具有重 要的理论意义和应用价值。

发明内容

本发明的目的是提供一个与耐逆性相关的水稻基因组合BSK331，以用于提高植物的 耐逆性能。

本发明所提供的基因组合BSK331，来源于稻属水稻(OryzasativaL.)，编码具有下 述氨基酸序列的蛋白质：

1)序列表中的SEQIDNO：1和2；

序列表中的SEQIDNO：1由178个氨基酸残基组成，为蛋白OsHAP3A。

序列表中的SEQIDNO：2由143个氨基酸残基组成，为蛋白OsHAP3C。