[发明专利]一种提高植物抗盐性的紫草LeERF-1基因过表达载体及应用

说明书

技术领域

本发明属于植物生物技术及遗传育种技术领域，具体涉及一种来源于硬紫草的ERF转录因子cDNA序列、氨基酸序列、DNA序列和启动子区序列，及其cDNA序列在培育抗逆（如抗盐性）植物中的应用。

背景技术

ERF类转录因子属于AP2/ERF转录因子家族 (Onate-Sanchez et al., 2007; Plant Physiol.; 143: 400-409; Pirrello et al., 2006; Plant Cell Physiol.; 47: 1195-1205; Van der Fits and Memelink, 2001; Plant J.; 25: 43-53)。ERF作为植物中转录因子的大家族，其成员处在广泛的信号转导网络中，不仅调控下游靶标基因的表达，而且，自身也处于复杂的调控之下。乙烯、ABA、干旱、高温、茉莉素、水杨酸、盐碱、冻害、病害以及机械伤害等外界因子都可以诱导ERF类转录因子的表达。

ERF含有一个高度保守的DNA结合域（定义为ERF域），包含58-59个氨基酸，可与两个相似的顺式作用元件结合，即GCC盒和CRT/DRE (Buttner and Singh, 1997; PNAS; 94: 5961-5966; Chakravarthy et al., 2003; Plant Cell; 15: 3033-3050; Gu et al., 2002; Plant Cell; 14: 817-831; Pirrello et al., 2006; Plant Cell Physiol.; 47: 1195-1205)。GCC盒存在于许多PR基因的启动子中，如烟草中的Tsi1，ERF2/4，OPBP1，拟南芥中的ERF1，AtERF1/2，CBF1，DREB1/2，番茄中的Pti4/5/6等通过与GCC盒的结合来调控植物抗病相关基因及一些启动子中含有GCC盒的其它信号途径的基因的表达；而CRT/DRE则主要调节干早和低温反应相关基因的表达，如拟南芥的CBF1，DREB1A和DREB2A可以结合DRE顺式作用元件，调控COR类基因的表达，提高植物对干早、渗透胁迫和冻害的抵抗能力，调控植物对非生物胁迫的耐性(Asselbergh et al., 2007; Plant Physiol.; 144: 1863-1877; Bart et al., 1998; PNAS; 95: 15107-15111; Chakravarthy et al., 2003; Plant Cell; 15: 3033-3050; Gu et al., 2002; Plant Cell; 14: 817-831; Onate-Sanchez et al., 2007; Plant Physiol.; 143: 400-409; Ronning et al., 2003; Plant Physiol.; 131: 419-429)。

据报导，分离的ERF中，拟南芥的TINY、AP2、ANT等基因参与植物的生长和发育 (Buttner and Singh, 1997; PNAS; 94: 5961-5966)；AtERF1基因在拟南芥中超表达后对灰霉病、菌核病及白粉病都具有抗性(Onate-Sanchez et al., 2007; Plant Physiol.; 143: 400-409)；烟草胁迫诱导基因（Trsil）超表达后对灰疫病、黑腐病、胡椒温和斑点病毒（PMMV）和黄瓜花叶病毒（CMV）的抗性增加；番茄的Pti4/5/6基因参与植物的抗病反应(Gu et al., 2002; Plant Cell; 14: 817-831)；CBF参与抗冷害(Buttner, Singh, 1997; PNAS; 94: 5961-5966)；ORCA3基因参与植物的次生代谢。

而在ERF抗盐研究方面，也有很多报道，如CBF1/2/3/4、DDF1、Tsil、CaERFLP1、TERF1 和OPBP1基因参与了抗盐反应，转基因植株的抗盐性得到了极大的提高。因此通过基因工程方法将ERF家族基因转入植物中是一种培育抗盐植物的有力途径，对于我国乃至全球的盐碱地开发及滩涂绿化具有重要的应用价值。

发明内容