[发明专利]调控玉米干旱下水分利用效率的ZmGLK44基因及其应用

说明书

本发明公开了一种调控玉米干旱下水分利用效率的ZmGLK44基因及其应用，ZmGLK44基因核苷酸序列如SEQ ID No.1所示本发明将玉米抗旱基因ZmGLK44导入玉米品系C01，转基因植株的抗旱表型及抗旱生理指标均得到显著提高，表明ZmGLK44基因可用于提高作物抗旱性。

技术领域

本发明涉及植物基因工程技术领域，具体涉及一种调控玉米干旱下水分利用效率的ZmGLK44基因及其应用。

背景技术

玉米(Zea may L)是异花授粉的一年生禾本科植物，是重要的粮食作物，也是重要的饲料和工业原料。在我国，玉米的种植面积已超过水稻，成为我国第一大粮食作物。玉米的生产受到干旱的严重威胁，

随着自然环境的改变，干旱对玉米的生产的威胁将愈发严重。深入研究玉米抗旱遗传与分子机理，鉴定与克隆重要的抗旱基因，结合植物基因工程与传统育种能够加速具有优良抗旱性品种的选育速度。对保障国家粮食安全有重大意义。

Golden 2-like(GLK)转录因子家族属于GARP超家族，是一类植物中特有的转录因子，最早在玉米中被鉴定出来。GLK转录因子可以调控植物的叶绿体发育。在拟南芥中，glk1glk2双突变体呈浅绿色且无法合成光合器官。而超表达GLK1和GLK2能够增强叶绿素生物合成基因的表达并加强光吸收。GLK转与因子可参与逆境应答过程。现有研究表明，GLK可参与植物对重要逆境响应激素脱落酸(ABA)，水杨酸(SA)，茉莉酸(JA)的调控。GLK转录因子具有潜在的增产效应，在水稻中超表达来自玉米的GLK基因ZmGLK1和ZmG2能够提升水稻30％～40％的产量。

鉴于GLK转录因子在产量和抗逆上的双重作用，鉴定和克隆玉米中GLK转录因子对作物抗逆理论性研究和实际应有有着重要的意义。

发明内容

本发明的第一目的在于克服现有技术的不足，提供了一种调控玉米干旱下水分利用效率的ZmGLK44基因，该基因属于典型的GLK转录因子家族；本发明鉴定和克隆玉米中GLK转录因子(ZmGLK44基因)对作物抗逆理论性研究和实际应有有着重要的意义。

本发明的第二目的是提供了一种调控玉米干旱下水分利用效率的ZmGLK44基因在提高作物抗旱性中的应用。

为了实现上述目的，本发明获得了一种调控玉米干旱下水分利用效率的ZmGLK44蛋白(338个氨基酸)，其氨基酸序列的特征为：

(1)由SEQ ID No.2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；或

(2)与序列SEQ ID No.2限定的氨基酸序列同源性在95-100％编码相同功能蛋白质的氨基酸序列。

(3)SEQ ID No.2所示的氨基酸序列经增加、缺失或替换一个或多个氨基酸且具有同等活性的由(1)衍生的蛋白。

应该明确的是，本领域技术人员可根据本发明公开的氨基酸序列，在不影响其蛋白活性的前提下，对其实施取代、确实和/或增加一个或多个氨基酸，蛋白质序列比对同源性在95％以上，所得到所述蛋白的突变体序列。因此本发明还包括对SEQ ID No.2所示氨基酸序列经取代、确实和/或增加一个或多个氨基酸，得到的高同源性且有活性的衍生蛋白。

编码上述调控玉米干旱下水分利用效率的ZmGLK44蛋白的ZmGLK44基因，其核苷酸序列如SEQ ID No.1所示。

上述ZmGLK44基因和蛋白质可以从玉米品种B73中克隆或分离得到，或者通过序列化学合成方法得到。

用于上述ZmGLK44基因的引物对，其特征在于：所述引物对为：

本发明还提供了一种重组表达载体，所述重组表达载体为上述ZmGLK44基因的表达载体，其中，所述表达载体为ZZ0153-RD101p-3HA。