[发明专利]一种岷江百合WRKY转录因子基因LrWRKY4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LrWRKY4，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LrWRKY4基因具有提高植物抗真菌的功能，将本发明抗真菌LrWRKY4基因构建到植物表达载体上并转入烟草中过量表达，转基因烟草具有很强的抗真菌活性，实验结果显示超表达LrWRKY4的转基因烟草对稻黑孢霉、禾谷镰刀菌、轮枝镰刀菌、葡萄座腔菌、茄腐镰刀菌的侵染具有很高水平的抗性。

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，特别是一种岷江百合WRKY转录因子基因LrWRKY4及应用。

背景技术

植物在生长发育中会受到多种非生物或生物胁迫，非生物胁迫包括干旱、水涝、盐渍、营养元素的缺乏、低温、辐射等，生物胁迫包括真菌、细菌、病毒、线虫或寄生性种子植物等。在生物胁迫中，真菌引起的植物病害数量最多，占70%以上，严重危害植物的生长及其经济价值。真菌生命力顽强，许多病原真菌可形成特殊的组织或孢子越冬，终年存在危害性。真菌易传播，田间主要通过气流、水流传播；此外，风、雨、昆虫也可传播真菌病害。真菌可直接侵入寄主表皮，有时导致某些寄生性弱的细菌再侵入，或与其他病原物进行复合侵染，使植物病症加重。由于化学防治具有谱广性、快速高效、使用方法简便，不受地域限制和季节限制，便于大面积机械化防治等优点，成为农作物病害防治的主要手段。但长期使用容易引起人、畜中毒，环境污染，可使某些真菌产生不同程度的抗药性。培育抗病品种是经济有效的防治方法，传统的育种方法也存在时间长，耗资大等问题。随着重组DNA技术的创立和发展，利用基因工程技术来最终培育出抗真菌植物新品种，为从根本上解决真菌病害问题开辟了新途径。

转录因子是一种具有特殊结构、行使调控基因表达功能的蛋白质分子。WRKY转录因子是植物最大的转录因子家族之一，WRKY 转录因子是一类DNA 结合蛋白，主要存在于植物中，参与植物的多种生理过程，涉及生长发育和自我应激信号传导或与不同的基因和转录因子交叉调节（张凡，尹俊龙等. WRKY转录因子的研究进展. 生物技术通报，2018，34(1):40-48）。它之所以被命名为‘WRKY’，是因为该家族成员的蛋白质序列都至少含有一个长约60个氨基酸的保守结构域，且几乎每个结构域的N末端都含有一段高度保守的‘WRKYGQK’七肽序列，因此简称为WRKY （Eulgem T, Rushton PJ, Robatzek S, et al.The WRKY superfamily of plant transcription factors. Trends Plant Sci, 2000,5(5):199-206）。WRKY蛋白可与其靶基因的启动子中的W-box（TGACC（A / T））结合，并激活或抑制靶基因的表达。此外，WRKY蛋白可与其他转录因子相互作用调节植物的防御反应（Jiang J, Ma S, Ye N, et al. WRKY transcription factors in plant responses tostresses. J Integr Plant Biol, 2017, 59(2):86-101）。因此，WRKY 转录因子不管是在植物响应生物胁迫中，还是非生物胁迫中都具有重要的作用。