[发明专利]枳抗寒基因PtrERF109及其在植物抗寒遗传改良中的应用

说明书

本发明公开了一种枳抗寒基因PtrERF109及其在植物抗寒遗传改良中的应用，PtrERF109基因为一种从极抗寒枳（Poncirus trifoliata）中分离、克隆出的转录因子，其序列为SEQ ID NO.1所示。将该基因构建超表达和RNAi载体，并通过农杆菌介导的遗传转化将其分别导入烟草、柠檬和枳中，获得的转基因植株经生物学功能验证，表明本发明所克隆的PtrERF109基因具有提高植物抗寒性的功能。该基因的发现，为植物抗逆分子设计育种提供新的基因资源，为实施绿色农业、节水农业提供新的遗传资源，该遗传资源的开发利用有利于降低农业生产成本和实现环境友好。

技术领域

本发明属于植物基因工程领域。具体涉及从枳(Poncirus trifoliata)中分离、克隆得到一个转录调控因子PtrERF109，还涉及该基因在植物抗寒遗传改良中的应用，将该基因在植物中超表达，获得的转基因植物抗寒性明显提高。

背景技术

低温会破坏植物细胞膜的完整性、产生活性氧、降低酶活性，进而抑制细胞正常功能的发挥(Chinnusamy et al.,2007)。在长期的进化过程中，植物已经形成了高效且复杂的抵御低温伤害的应答机制，即在分子、细胞和生理水平上做出一系列的调整，从而减少低温对植物造成的伤害。而与此相关的各种生理活动从本质上讲是基因表达水平发生变化的结果(Nakashima et al.,2009)。低温胁迫应答基因主要分为两类，一类是调节基因，编码调节蛋白，参与信号传导和基因表达的调控，另一类是功能基因，其编码产物在细胞内直接发挥保护作用(Wang et al.,2003；Yamaguchi-Shinozaki and Shinozaki,2005；Shinozaki and Yamaguch i-Shinozaki,2007；Zhu,2016)。转录因子作为重要的调节基因，处在信号传导的重要节点，在低温应答中被一系列的信号传导途径所激活，激活的转录因子通过特定的顺式作用元件与下游多个靶基因结合，调控多个抗逆相关基因的表达，从而提高植物的低温抗性(Golldack et al.,2011；Nakashima et al.,2014)。因此，与增强个别功能基因的表达来增强植物某种抗性的方法相比，对一个关键转录因子的导入或敲出是提高植物抗逆性的更加有效的途径(Mie Kasuga et al.,1999；Valliyodan and Nguyen,2006；Hussain et al.,2011；Cabello et al.,2014；Joshi et al.,2016)。