[发明专利]刚毛柽柳ThDof基因、其编码蛋白及其启动子序列和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种Dof基因、其编码蛋白及其启动子序列和应用

背景技术

转录因子又称反式作用因子，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结合的蛋白质，通过它们之间的相互作用，激活或抑制基因的转录。在植物逆境信号转导中，转录因子是一个很关键的因素。当植物受到外界的胁迫时，胁迫信号刺激转录因子不断合成，转录因子与相应的顺式作用元件结合，调控下游特定基因的转录表达,将信号传递和放大，引起植物生理生化的变化,从而提高植物的抗逆性。因此，一个转录因子可以调控多个与同类性状有关的基因的表达，在提高作物对环境胁迫抗性的分子育种中，与导入或改良个别功能基因来提高某种抗性的方法相比，导入或改良一个转录因子是提高作物抗逆性更为有效的方法和途径。操纵一个转录因子就可通过它促使多个功能基因发挥作用，从而达到使植株性状获得综合改良的效果。

Dof(DNA binding with one finger)转录因子是近年来新发现的植物特有的一类转录调控因子。自1993年从玉米中鉴定报道了第一个ZmDof1(MNB1a)转录因子以来，已在多种单子叶植物和双子叶植物中发现了Dof基因。其中拟南芥基因组中存在37个Dof基因(Yanagisawa,2002)，水稻基因组中存在30个(Lijavetzky et al,2003)，大麦中有26个(Moreno-Risueno et al,2007b)，大豆中有28个(Wang et al,2007)，南瓜(Kisu et al,1998)、烟草(Baumann et al,1999)、小麦(Chen et al,2005)和马铃薯(Plesch et al,2001)等植物中也都存在Dof基因。Dof蛋白一般由200～400个氨基酸组成，具有特异和高度保守的DNA结合域，即位于N末端由52个氨基酸组成的Dof域。Dof蛋白以其Dof结构域与不同的植物特异性基因的启动子相互作用，在每一个Dof蛋白的DNA结合序列中均存在有AAAG序列。AAAG序列和其反向互补序列CTTT是Dof蛋白识别的核心序列。除了Dof结构域外，Dof蛋白包含的另一个主要的结构域是位于C末端的调控结构域。与保守的Dof结构域不同，转录调控结构域的氨基酸序列较为多变，不具保守性，它很可能通过与不同类型调控蛋白或物质的反应，受不同途径信号的调控而激活或抑制基因的转录。这种多样性可能是Dof功能多样性的基础之一。

Dof作为一种重要的转录调控因子，影响并调控着多种信号物质如生长素、赤霉素、水杨酸、ABA等的应答反应中相关基因的表达，在植物生长发育过程中参与多种生物学过程，如光应答和碳氮代谢、种子发育和萌发、光敏色素应答和防御反应等。通过近20年的研究揭示了Dof蛋白的许多特性，人们对Dof蛋白已经有了一定的认识，了解了部分Dof蛋白的生物学功能。但目前对Dof转录因子耐盐能力研究较少。一些研究仅表明Dof基因的表达受盐胁迫诱导，可能参与植物的耐盐调控。而对于Dof转录因子是否参与木本植物的耐盐应答研究更少。

柽柳(Tamarix)是一种抗逆能力非常优良的木本盐生植物，能在含盐量达1％的土壤中形成天然林，因此是研究耐盐机理和进行耐盐基因克隆的理想材料。

发明内容

本发明提供一种刚毛柽柳ThDof基因、其编码蛋白及其启动子序列和应用。

本发明刚毛柽柳ThDof基因的cDNA序列全长1149bp，如序列表中SEQ ID NO：1所示。

本发明刚毛柽柳ThDof基因的编码蛋白包括382个氨基酸，其氨基酸序列如SEQ ID NO：2所示。

刚毛柽柳ThDof基因在培育抗旱耐盐转基因植物中的应用。

刚毛柽柳ThDof基因的启动子序列长1874bp，如序列表中SEQ ID NO：3所示。

本发明通过实时荧光定量RT-PCR技术研究本发明的ThDof基因在干旱和盐胁迫后的表达，结果表明ThDof基因在柽柳中受干旱和盐胁迫的明显诱导表达，表明其可能参与柽柳的抗旱耐盐胁迫应答反应。将ThDof基因构建到植物表达载体prokII，通过浸花法转入模式植物拟南芥中，发现转基因T3代拟南芥种子在100mM NaCl胁迫后平均发芽率是野生型拟南芥(对照)的1.48倍。100mM NaCl胁迫后的平均根长是野生型对照的1.3倍，平均鲜重是野生型的2.32倍。200mM甘露醇胁迫后转基因拟南芥的平均发芽率是野生型的2.15倍，平均根长是野生型对照的1.29倍，鲜重增加47％，表明ThDof基因具有明显的抗旱耐盐能力。

附图说明

图1为ThDof基因保守区预测图；