[发明专利]不结球白菜衰老相关转录因子及其编码基因与应用

说明书

技术领域

本发明属于植物基因工程技术领域，具体涉及一种衰老相关转录因子及其编码基因与应用，特别是涉及不结球白菜衰老相关转录因子及其编码基因与应用。

背景技术

植物衰老是指一个器官或整个植物生命功能逐渐衰退的过程,是在自然死亡前生理上的一系列衰退过程,是长期进化和自然选择的结果(李晴，朱玉贤，分子植物育种，第1卷，第3期，2003年)。关于植物衰老的研究主要是集中在叶片衰老的研究上。在叶片衰老过程中，细胞结构、生理生化代谢以及基因表达调控等都发生很多变化[Gepstein S， Genome Biology, 5(3):212,2004;Chandlee JM, Physiologia Plantarum, 113:1-8,2001; Nam HG, Trends Plant Sci, 8(6):272-277,2003)]。关于叶片衰老在生理学，生物化学和分子生物学方面已有不少报道[Yoshida S. Current Opinion in Plant Biology, 6: 79-84,2003; Larry et al, Physiol Plant, 101: 746-753, 1997; Nam HG, Curr Opin Biotech, 8: 200-207,1997; Smart CM, New Phytol, 126: 419-448, 1994; Nam HG, Annu Rev Plant Biol, 58:115-36, 2007; Betania et al Trends Plant Sci , 5(7):278-282. 2000]。

NAC是高等植物中所特有的一类转录因子, 其命名来源于上世纪90年代发现的3个基因：矮牵牛NAM基因、拟南芥ATAF1/2和CUC2基因[Aida M,et al, Plant Cell,9(6):841–857,1997]。

NAC 转录因子最主要的结构特点是各成员的N端含有高度保守的NAC结构域，整个N端区域可划分为5个亚结构域(A、B、C、D、E),其中亚结构域A、C、D高度保守,亚结构域C、D序列中含有核定位信号( nuclear localization signals, NLS) ,可能与转录因子核定位及启动子上特定顺式元件的识别有关[Kikuchi K,et al, Mol Gen Genet,262(6):1047–1051,2000；Ooka H ,et al, DNA Res,10(6): 239-247,2003]。E亚结构域在NAP、AtNAC3、ATAF和OsNAC3亚家族中高度保守[Ooka H, et al,DNA Res,10(6):239-247,2003]。C端是转录激活功能区(transcrip tional activation regions, TARs) , 具有高度的多样性，该端的共同特点是一些氨基酸如丝氨酸、苏氨酸、脯氨酸、谷氨酸重复出现的频率高。2003年，Ooka 等通过全基因组分析，在拟南芥中发现105个NAC转录因子，在水稻中则发现75个NAC成员。通过比较NAC结构域的氨基酸序列，将它们分成2个大族，3个亚族（OsNAC3, ATAF , NAM）。根据近几年报道，NAC家族又被划分为为5个亚族（OsNAC3, ATAF, NAM, AtNAC3, NAP）。

NAC转录因子在植物顶端分生组织及花器官分化[Sablowski,et al, Cell, 92 (1):93-103,1998]、侧根形成(Mitsuda N,et al,Plant Cell,17(11):2993– 3006,2005)、次生壁增厚[Xie Q, et al, Genes Dev, 14 (23) : 3024-3036, 2000]等植物特定发育过程以及抵抗生物(Hegedus D, et al, Plant Mol.Biol, 53:383-397,2003)与非生物胁迫过程(Nogueira FT, Plant Science, 169: 93– 106, 2005)中均起着重要作用，NAC转录因子在植物衰老进程也起着重要的调控作用[GUO YF,GAN S, Plant Journal, 46(4):601-612,2006]。研究表明，NAC转录因子在植物的生长发育、器宫建成、激素调节和防御抵抗多种生物和非生物胁迫等方面发挥着重要作用。相较于MYB类、bZIP类及WRKY类的转录因子，NAC转录因子的相关研究较少。