[发明专利]一种烟草干旱响应基因NtTIFY及其克隆方法与应用

说明书

本发明公开了一种烟草干旱响应基因NtTIFY及其克隆方法与应用。所述NtTIFY基因编码一种烟草响应多肽，所述多肽包括的氨基酸序列如SEQ ID：No.2所示；所述NtTIFY基因包含的核苷酸序列如SEQ ID：No.1所示。抑制该基因表达能提高烟草对干旱胁迫的适应性，因此NtTIFY在烟草抗旱领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于遗传工程技术领域，进一步属于涉及烟草抗旱响应的相关基因，具体涉及一种烟草干旱响应基因NtTIFY及其克隆方法与应用。

背景技术

干旱严重影响作物的生长发育、产量及品质。提高植物的抗旱能力已经成为现代植物研究工作中的关键问题之一。抗旱机理的研究是抗旱育种的基础，也是育种的关键因素之一。经历了几十年的努力，对植物抗旱的研究已从抗旱指标的表观因素分析，进入到分子及基因水平的探索。

近年来，随着全球气候变暖，干旱已成为我国作物生产中频繁发生的自然灾害。烟草作为中国重要的经济作物，在整个生育期对水分的要求很高。中国大部分烟区处于干旱、半干旱环境中，而且优质烟区多位于丘陵山区，常因土壤干旱而影响烟株的生长发育，导致烟叶的产量和品质降低，干旱已成为制约我国烟叶产量与品质提高的主要限制因子之一。因此，加强烟草抗旱基因资源的挖掘和利用，对于烟草抗旱新品种培育，实现烟草农业可持续发展具有重大意义。

自20世纪80年代以来，国内外学者在干旱对烟草生长、发育、代谢的影响等方面做了大量研究，取得了一些重要进展。归纳起来主要有以下几个方面:第一，干旱对烟草生理的影响，主要表现在: (1)干旱胁迫影响了叶绿素的合成，促进了叶绿素的分解，从而影响了叶片的光合效率； (2)干旱胁迫导致植株氮素代谢关键酶-硝酸还原酶(NR) 的活性降低，而蛋白水解酶活性增强引起脯氨酸、谷氨酰胺、天冬酰胺和缬氨酸等大量积累；(3)干旱胁迫导致叶片膜脂过氧化作用增强，膜透性增加，丙二醛(MDA)含量升高，出现电解质外渗。抗氧化保护酶SOD、POD、CAT等酶活性显著下降。第二，干旱对烟草生长发育的影响，主要表现在: (1) 干旱胁迫降低了种子的萌发和幼苗的成活；(2) 抑制了根系的生长，从而影响了矿质营养的吸收；(3) 干旱胁迫导致植株矮小，节间短，叶片小，易早衰。这些研究较好地阐明了干旱对烟草生长、发育及代谢影响的生理生化基础，但缺乏对烟草抗旱分子遗传机理的研究。

近年来，随着分子生物学和基因组学研究的深入，发现茉莉酸（JA）参与到植物抗旱过程。向干旱胁迫的大豆外施50 μmol/L的茉莉酸甲酯能够提高大豆的抗旱性。经JA处理后，SOD、POD、CAT等酶活性升高，膜脂过氧化性增高。JAZ家族是TIFY蛋白家族中的亚家族，该家族在JA信号转导中起到重要的作用。JAZ蛋白有转录抑制子的功能，而非JAZ蛋白的TIFY蛋白也有报道有抑制转录的作用；其中，TIFY家族基因OsJAZ能够通过JA途径调控OsbHLH148的表达，而在水稻中超过量表达OsbHLH148基因能够增强水稻的抗旱性。

因此，本发明旨在提供一种基因水平上的烟草干旱响应基因，以增强烟草植株的抗旱性。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种烟草干旱响应基因NtTIFY，所述基因编码一种烟草响应多肽，所述多肽包含的氨基酸序列如SEQ ID：No.2所示。

本发明的第二目的在于提供所述烟草干旱响应基因NtTIFY包含的核苷酸序列如SEQ ID：No.1所示。

本发明的第三目的在于提供一种烟草干旱响应基因NtTIFY的克隆方法，所述方法包括以下步骤：