[发明专利]拟南芥E3泛素连接酶编码基因ATL27在调控植物耐盐性能中的应用

说明书

本发明公开了拟南芥E3泛素连接酶编码基因ATL27在调控植物抗盐/耐盐性能中的应用，或在制备/培育具有抗盐/耐盐性能的转基因植物中的应用；所述拟南芥E3泛素连接酶编码基因ATL27，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1或SEQ ID NO.2所示。本发明从拟南芥中克隆了编码基因ATL27，并验证了该基因具有在种子萌发期、幼苗发育早期调节植株抗盐功能的作用，经试验，通过过量表达该基因，可以获得比野生型植株产量更高的转基因作物。本发明为培育农作物新品种提供理论依据和基因来源。

技术领域

本发明涉及拟南芥E3泛素连接酶编码基因ATL27在调控植物耐盐性能中的应用，属于分 子生物学和生物技术技术领域。

背景技术

在干旱、高盐和低温等环境胁迫的逆境条件下，植物能够在分子、细胞和整体水平上做 出相应的调整，以最大程度上减少环境所造成的伤害并得以生存。许多基因受胁迫诱导表达， 这些基因的产物不仅能够直接参与植物的胁迫应答，而且能够调节其它相关基因的表达或参 与信号传导途径，从而使植物避免或减少伤害，增强对胁迫环境的抗性。与胁迫相关的基因 产物可以分为两大类：第一类基因编码的产物包括离子通道蛋白、水通道蛋白、渗透调节因 子(蔗糖、脯氨酸和甜菜碱)等合成酶等直接参与植物胁迫应答的基因产物；第二类基因编 码的产物包括参与胁迫相关的信号传递和基因表达调节的蛋白因子,如蛋白激酶、转录因子、 泛素连接酶等。其中，E3泛素连接酶在植物胁迫信号的感知、传递的调控中起着重要作用(Kim Kim,2013)。

植物开花是高等植物由营养生长向生殖生长的转变过程，是个体发育和后代繁衍的中心 环节。这一发育的转变是植物体自身的发育条件和外部环境因素共同决定的。在对模式植物 特定基因人工突变研究的同时，人们对天然早花突变体也进行了大量的研究。对天然早花突 变体的研究丰富了人们研究植物春化作用机理和成花过程的手段和内容，同时对于完善和推 进植物春化作用机理的研究有着重要的意义。对模式植物拟南芥开花的生理学和遗传学研究 表明，影响植物开花的因素主要分为四个途径：光周期途径、赤霉素途径、自主途径和春化 作用途径(Boss,Bastow,Mylne,Dean,2004)。光周期途径和赤霉素途径通过激活开花整 合基因FT(flowering locus T)、SOC1(suppressor ofoverexpression of co1)促进植物的 开花(Samach et al.,2000；Suarez-Lopez et al.,2001)。

泛素连接酶是泛素—蛋白酶系统中决定识别特异性底物的关键因子，该系统是目前已知 所有真核生物体内具有高度选择性的最为重要的蛋白质降解途径(DreherCallis,2007)， 细胞内许多生命进程的蛋白质均可被泛素化途径修饰和降解，包括生物与非生物逆境抗性、 细胞周期、信号传导和转录等。E3泛素连接酶主要有三种，E6-APCarboxyl Terminus (HECT),U-box,以及Really Interesting New Gene(RING)型(GuerraCallis,2012)， 拟南芥中至少有477个RING型E3泛素连接酶，例如SDIR1 RING E3在ABA介导的干旱胁迫 响应过程中起到正调控作用(Zhang et al.,2007).RHA2a/2b,AtRDUF1/2,以及AtAIRP1/2 RING E3s被报道正调控干旱响应(Li et al.,2011).相反，DRIP及RGLG2 RING E3泛素 连接酶响应脱水胁迫(Cheng,Hsieh,Chen,Chen,Lin,2016).说明RING E3泛素连接酶 可以从正负两方面平衡干旱响应机制。