[发明专利]大麦耐湿调控基因HvERF2.11、蛋白及其在育种中的应用

说明书

本发明公开了大麦耐湿调控基因HvERF2.11、蛋白及其在育种中的应用。大麦耐湿基因HvERF2.11的CDS序列如SEQ ID NO:1所示。本发明首次从耐湿大麦中克隆得到耐湿基因HvERF2.11，并证明该基因与大麦耐湿性有关，采用基因工程的方法，将HvERF2.11基因过表达到拟南芥中，与对照组相比，转基因植株耐湿能力显著增强，说明HvERF2.11基因的过表达提高了植株的耐湿性。本发明中HvERF2.11基因的克隆与转化、转基因等技术为研究大麦耐湿的分子机理及育种应用奠定了基础，具有广阔的育种应用前景和一定的经济价值。

技术领域

本发明属于基因工程技术领域，尤其涉及一个大麦耐湿调控基因HvERF2.11及其育种应用。

背景技术

湿害（waterlogging）是指土壤水分过多造成的缺氧环境，对作物正常生长发育所产生的危害。湿害在世界各地均有发生，尤其在北美、澳大利亚、中国、印度等国较为严重。随着全球生态环境的恶化，极端天气出现的频率不断增加，旱涝灾害发生频繁，湿害已经成为影响农作物生产的主要非生物胁迫因素之一。据统计，在世界范围内，大约有16%耕地均受到不同程度的湿涝危害，湿害往往导致作物减产约20%-30%，严重的湿害甚至导致绝收。我国是世界上受湿涝影响较为严重的国家之一，每年大约有30%的耕地面积受到不同程度洪涝影响，且呈逐年增加的趋势。仅在2013年，我国因为洪涝造成农田受灾面积达1.19×10⁷hm²，造成了3000亿元以上的直接经济损失。

植物在长期进化过程中形成了多个基因协同表达调控模式，以适应逆境胁迫。近年来，对植物响应逆境胁迫研究已从单个功能基因的克隆及功能鉴定转向对转录因子的鉴定及调控功能研究。一个与逆境胁迫相关的转录因子，可同时调控下游一系列相关功能基因的表达变化。因此，转录因子对作物抗逆性改良的效果可能比单个功能基因更好。水稻、拟南芥、猕猴桃等植物中克隆的耐湿调控基因均属于转录因子ERF-VIIs 亚族基因，目前大麦中作为转录因子的耐湿调控基因尚未见报道。

发明内容

本发明的目的是提供一个大麦耐湿基因HvERF2.11及其育种应用，克隆并构建HvERF2.11基因表达载体，利用转基因技术将HvERF2.11基因导入拟南芥，对转基因拟南芥进行湿害胁迫处理，确认HvERF2.11具有耐湿活性，为大麦耐湿品种改良提供基因资源及理论依据。

通过生物信息学分析，我们在大麦中鉴定到54个属于ERF基因家族；系统进化树分析发现HvERF2.11与拟南芥中低氧胁迫相关基因HRE1、HRE2、RAP2.12 及 RAP2.2进化关系最近。通过qRT-PCR技术分析大麦不同器官、不同条件下HvERF2.11基因表达水平，克隆了耐湿大麦TF58中HvERF2.11基因，并将HvERF2.11基因转入拟南芥，验证了该基因的功能，以期为大麦品种耐性分子标记辅助选择育种奠定基础。

为了实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案为：一种大麦耐湿调控相关蛋白，所述的蛋白为如下（a）或（b）：