[发明专利]玉米MYB39蛋白及其编码基因在调控玉米耐受低温胁迫中的应用

说明书

本发明提供玉米MYB39蛋白及其编码基因在调控玉米耐受低温胁迫中的应用。本发明发现在玉米中过表达ZmMYB39基因，可增强转基因植物的耐低温能力，所述ZmMYB39基因的cDNA序列如SEQ ID NO.1，其编码的蛋白具有如SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列。本发明克隆了ZmMYB39基因，并构建过表达ZmMYB39基因的转基因植物，对获得的转基因玉米进行抗冻性分析发现，过表达ZmMYB39能够提高冷响应基因表达，促进冷相关基因的表达，使玉米获得更强的低温的耐受能力。本发明为培育耐低温植物新品种提供了新的基因资源，同时为研究玉米应答低温胁迫的机制奠定一定的理论基础。

技术领域

本发明属于植物基因工程技术领域，具体地说，涉及一种玉米 MYB39蛋白及其编码基因在调控玉米耐受低温胁迫中的应用。

背景技术

低温胁迫作为主要的外界环境因子之一,不仅影响植物的生长发育、地 理分布，还严重影响作物的产量。玉米(Zea mays，L.)是一种极其重要的食物 和能量来源。玉米抗低温胁迫能力由多个微效数量基因控制。拟南芥中关 于冷响应反应的研究显示冷调节(COR)基因在植物耐冷性中发挥重要作用。 同源性比对分析在玉米中也鉴定到了COR基因的存在。其中转录因子 DREB1/CBF同源基因，ZmDREB1A在玉米中被发现能够结合DRE/CRT顺式元件，调控冷响应基因的表达。该基因明显是由冷诱导后发生超表达， 过表达ZmDREB1A基因能够赋予植物具有较高的抗逆性。

MYB蛋白是植物转录因子的一个大家族，其成员在植物生物学过程中 具有多种功能。玉米R2R3-MYB基因家族进行了全基因组的调查。共鉴定 出158个编码R2R3-MYBs的开放阅读框(ORFs)。通过对玉米、拟南芥和 其他植物中R2R3-MYB家族的系统发育分析，这些MYB基因分为37个亚 组。发明人对玉米R2R3-MYB基因家族成员的过表达株系进行冷表型检测，发现不同成员的表型不相同，例如ZmMYB8和MYB153均未表现出冷相 关表型，说明该家族成员在调控逆境响应方面并没有功能保守性。表达谱 研究表明，玉米R2R3-MYB基因表达模式多样，确认并扩展了该基因家族 的序列和功能特征，将有助于今后对玉米中MYB基因家族的功能分析。

发明内容

本发明的目的是提供玉米耐低温基因ZmMYB39及其编码蛋白的应 用。本发明通过对玉米冷相关基因ZmMYB39的研究，发现过表达该基因 的转基因植株较野生型植株具有明显抗低温的表型。过表达植株中，冷响 应基因ZmDREB1s的表达量发生明显上调。本发明的有益效果在于提供的 ZmMYB39基因为培育抗低温植物新品种提供了基因资源。

本发明的目的是提供ZmMYB39蛋白及其编码基因在玉米抗寒中的应 用。为发掘玉米抗寒相关基因，本发明对玉米转基因过表达株系库进行冷 处理筛选筛选出过表达ZmMYB39基因抗寒的植株。ZmMYB39属于R2R3 家族的转录因子。因此，本发明确定ZmMYB39基因可能为玉米抗寒的关 键基因。为了实现本发明目的是提供了玉米耐低温基因ZmMYB39，通过 在玉米中过表达ZmMYB39基因，获得抗低温的转基因植物。

本发明中涉及的ZmMYB39基因的序列为：i)SEQ ID NO.1所示的 核苷酸序列；或ii)SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列经取代、缺失和/或增 加一个或多个核苷酸且表达相同功能蛋白质的核苷酸序列；或iii)在严格 条件下与SEQ ID NO.1所示序列杂交的核苷酸序列；

玉米ZmMYB39 cDNA有1096个碱基组成。该基因的读码框为cDNA 自5’端第157位到第1096位碱基。该基因读码框只由3个外显子组成。由 玉米ZmMYB39基因编码的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。

本发明所述的ZmMYB39蛋白具有以下任意一种氨基酸序列：

1)SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列；或