[发明专利]一种岷江百合WRKY转录因子基因LrWRKY1及应用

说明书

本发明公开了一种岷江百合WRKY转录因子基因LrWRKY1，其核苷酸序列如SEQ ID NO：1所述，编码如SEQ ID NO：2所示氨基酸序列的蛋白质，本发明通过功能基因组学相关技术研究证实LrWRKY1基因具有提高植物抗真菌的功能，将本发明抗真菌LrWRKY1基因构建到植物表达载体上并转入烟草中过量表达，结果转基因烟草植株具有很强的体外抗真菌活性，实验结果显示超表达LrWRKY1的转基因烟草对葡萄座腔菌、核盘菌、灰葡萄孢、尖孢镰刀菌等四种真菌的生长具有明显的抑制作用。

技术领域

本发明涉及分子生物学以及基因工程相关技术研究领域，特别是一种具有抗真菌活性的岷江百合WRKY转录因子基因LrWRKY1及应用。

背景技术

植物病害是农业生产中一个非常棘手的问题，尤其是真菌病害，约占到植物总病害的80％，严重影响农作物的产量和品质。传统的病害防治方法取得了一定成效，一是依靠传统育种方法培育抗性品种，二是化学农药的使用，三是采取轮作等耕作制度。然而，这些方法都存在或多或少的弊端，如抗性品种培育的周期长、化学农药残留高且极易造成环境污染、耕作制度调整则费时费力，所以传统控制植物病害的方法均不能彻底解决问题。随着重组DNA技术的创立和发展，利用基因工程技术来培育抗病植物新品种已取得初步成效，且有望从根本上解决真菌病害问题。

植物以一种高度可变且时序性的方式对转录组进行大规模重新编程以应对病原物入侵或其它逆境胁迫，而这种赋予植物对不同环境条件具有可塑性适应的调控反应是多种转录因子网络作用的结果。WRKY转录因子是植物防卫反应相关转录因子网络中的一个调控蛋白基因家族，主要参与植物免疫系统应对多种不同的生物和非生物胁迫(Pandey SP,Somssich IE. The role of WRKY transcription factors in plant immunity. PlantPhysiol, 2009, 150(4): 1648–1655 ; Bakshi M, Oelmüller R. WRKY transcriptionfactor: Jack of many trades in plants. Plant Signal Behav, 2014, 9(2):e27700)。WRKY转录因子是植物中最大的几类转录因子之一，在其氨基酸序列的N端具有WRKY结构域。WRKY结构域具有保守的WRKYGQK氨基酸序列，通常与名为W盒(W box，C/TTGACT/C)的顺式作用元件结合。WRKY蛋白与靶基因启动子区的顺式作用元件核心结构是TTGAC(C/T)的W-box特异结合，即所有启动子中含W-box的基因都可能是WRKY的靶基因，包括WRKY本身(Dong J X, Chen C H, Chen Z X. Expression profiles of theArabidopsis WRKY gene superfamily during plant defense response. Plant MolBiol, 2003, 51(1): 21-37)。WRKY结构域由四股β折叠构成，保守的WRKYGQK残基对应于N端的β折叠(strand β-1)，能够进入DNA沟并与DNA上的W盒发生作用(Ciolkowski I，WankeD， Birkenbihl R，et al. Studies on DNA-binding selectivity of WRKYtranscription factors lend structural clues into WRKY-domain function. PlantMol Biol, 2008, 68(1-2): 81–92)。