[发明专利]一种植物抗旱、耐盐相关蛋白ErNAC7及其编码基因和应用

说明书

技术领域

本发明涉及基因工程领域，具体地，本发明涉及一种植物抗旱、耐盐相关蛋白ErNAC7及其编码基因和应用。

背景技术

小麦作为我国重要的粮食作物之一，在国民经济中占有非常重要的地位。然而，在我国干旱地区的耕地面积约为5.7亿亩，盐碱地约为5.54亿亩，每年因干旱、盐碱等逆境我国对小麦造成的减产达700-800亿公斤，严重影响着小麦的产量和品质，制约着我国小麦粮食生产的快速发展。

随着现代分子生物学的发展，利用基因工程技术从分子水平上深入研究植物与非生物逆境之间的关系，揭示植物对逆境胁迫信号传导及基因表达调控分子机理，为培育作物抗逆新种质提供了理论基础。目前，通过基因工程技术已将许多抗旱、耐盐、耐低温相关的基因导入到植物中，提高植物的抗逆性已有相关研究报道。

近年来，通过转录因子的结构与功能分析来鉴定、阐明各种条件下基因表达调控的机理得到了广泛关注。NAC转录因子是近年来新发现的具有多种生物功能的植物特异转录因子。1996年Aida等首先发现在矮牵牛NAM基因，拟南芥ATAF1/2和CUC2基因编码的蛋白N端包含一个保守的氨基酸序列，约包含150个氨基酸残基，C端为高度变异的转录调控区，CUC2基因的功能类似于NAM基因，与植物的发育相关；ATAF1/2基因与植物逆境应答相关，取三基因首字母名为NAC(Aida et al.，1997)。NAC转录因子可与MYC-like元件结合，该元件的核心序列(CATGTG)在拟南芥ERD1干旱诱导反应应答过程中起重要作用(Olsen et al.，2005)。作为一种重要的调控因子，NAC转录因子参与调节植物的生长发育、多种防御反应、激素信号转导等各种重要的生理活动。此外，NAC类转录因子也受多种生物胁迫和非生物胁迫的诱导表达，参与植物的逆境胁迫应答反应。目前，已从拟南芥、水稻、油菜、番茄、玉米、花生等植物中分离鉴定了许多与抗逆相关的NAC类转录因子基因。

拟南芥的3个不同的NAC基因(ANAC019、ANAC055和ANAC072)表达受干旱、高盐和ABA的诱导，超量表达能显著增强转基因植株的耐旱能力。Tadashi等在水稻中鉴定了一个抗旱、耐盐基因SNAC1，干旱胁迫可诱导水稻气孔保卫细胞SNAC1基因特异表达，促进气孔关闭，但是并不影响光合速率，因而植株抗旱性大为提高，且过量表达SNAC1基因的水稻植株耐盐性明显增强(Tadashi et al，2008)。此后，在水稻IRAT109中分离到一个NAC基因SNAC2，Northern-blot启动子活性分析证实SNAC2受干旱、高盐、低温、机械损伤、ABA诱导表达，野生型与SNAC2过表达转基因植株同在4-8℃下低温处理5天后，野生型全部死亡，转基因植株有50％的存活率，且转基因植株对ABA的敏感性也显著增强。Zhong等(Zhong et al，2007)从水稻中分离到一个OsNAC6，该基因受低温、干旱、高盐、稻瘟病诱导表达，利用生物芯片方法分析过量表达OsNAC6基因可上调多个胁迫相关基因的表达如过氧化物酶基因。过量表达OsNAC6转基因植株中抗旱和耐高盐能力得到了提高，抗稻瘟病能力增强，但植株矮化和低产，通过诱导型启动子驱动下，可以有效减少植株发育负面效应，OsNAC6可以作为一种提高植物抗多种胁迫能力有效的工具。目前还未有NAC基因在小麦中研究的相关报道。

综上所述，NAC类转录因子在调节植物的逆境反应，提高植物的抗逆性中起着至关重要的作用。过量表达NAC转录因子基因提高了植物的抗逆能力，转基因植株发育不产生任何负面作用，这对抗逆育种和农业生产会产生巨大推动作用和经济效益。因此，利用抗逆相关的NAC类转录因子基因改良和提高作物的抗逆性具有非常重要理论和实践意义。