[发明专利]拟南芥热激因子基因AtHsfA1d 的植物表达载体及其应用

说明书

技术领域

本发明属于植物基因工程领域，具体涉及拟南芥热激因子基因AtHsfA1d 的植物表达载体及其在制备吸收甲醛能力增强的转基因植物中的应用。

背景技术

甲醛是一种无色，有强烈刺激气味的气体，易溶于水、醇和醚。它反应能力极强，能与蛋白质，核酸和脂类产生非特异性的反应(Feldman等，Prog Nucleic Acid Res Mol Biol,1973,13:1-49)，是一种非常活泼的化合物，因此对所有的生物来说都有很高的毒性。甲醛被广泛用于工业生产中，是制造树脂、胶粘剂、油漆、塑料、人造纤维的原料，是胶粘剂工业应用最广泛的化学原材料。随着经济的发展和人民生活水平的提高，各种原料制成的建筑装饰材料已走入各种室内公共场所和家庭，使甲醛成为室内空气污染公认最具代表性的化学物质。人们入住新居都要进行室内装饰和更新家具，其正是室内空气甲醛污染的主要来源。甲醛污染危害严重的场所是：居室、办公室、会议室、宾馆、KTV包房、家具商场、建材商场等。室内空气中游离甲醛浓度在中国规定的允许值是0.08（mg／立方米），有调查表明新的宾馆客房室内空气中甲醛浓度最高达0.36mg/立方米，平均为0.173mg/立方米，是室外对照的13倍。而家具商场最高达0.873mg/立方米，平均为0.432mg/立方米，是室外对照的33倍。建成一所经过装饰的实验室，空气中甲醛平均浓度高达0.5mg/立方米，是室外的62.5倍。抽样检测发现单位及住户室内环境污染严重，查了11家只有1户合格，其中竟有1户甲醛超标25倍。

甲醛为较高毒性物质，当室内空气中甲醛含量为0.1mg/立方米时，就有异味和不适感；达到0.5 mg/立方米时，可刺激眼睛，引起流泪；达到0.6 mg/立方米时，可引起咽喉不适或疼痛。浓度更高时，可引起恶心呕吐，咳嗽胸闷，气喘甚至肺水肿；达到30 mg/立方米时，会立即致人死亡。长期接触低剂量甲醛可引起慢性呼吸道疾病，引起鼻烟癌、结肠癌、脑瘤、月经紊乱、细胞核的基因突变，ＤＮＡ单链内交连和ＤＮＡ与蛋白质交连及抑制ＤＮＡ损伤的修复、妊娠综合症、引起新生儿染色体异常、白血病，这就是所谓的装修综合病（sick-house）。 相对于油漆中的苯、甲苯、二甲苯、TDI、VOC等有害物质来说，甲醛具有潜伏周期长（3-15年）、隐藏深、分布广、易挥发、治理难、危害大等特性。

Achkor等人为了检测甲醛脱氢酶在植物中的功能，对来源于拟南芥FALDH的基因进行遗传操作，得到了有不同FALDH表达水平的转基因拟南芥株系。过量表达此酶的拟南芥对外源甲醛的摄取效率提高25％，FALDH水平降低的植物（由于共抑制表型或者反义表达）和野生型拟南芥相比，甲醛脱毒速率显著缓慢，能力下降。这些结果证明在拟南芥中过量表达FALDH可以提高转基因拟南芥吸收外界环境中液体甲醛的能力(Achkor等，Plant Physiol, 2003, 132(4): 2248-2255)。

热激蛋白（HSPs）是高温诱导合成的蛋白，热激因子（HSFs）是一类转录因子，调控HSP基因的表达。HSFs是调控应答热激和大量化学胁迫的基因活性信号转导链的终端成分，在植物中有20到30不同的植物HSFs，在拟南芥中有21个HSFs。我们用甲醛处理拟南芥，通过半定量RT-PCR分析部分HSP基因的表达谱。结果显示，AtHsfA1d在没有甲醛胁迫下有低水平的表达，随着甲醛处理时间的延长，AtHsfA1d的表达量增加，说明热激因子AtHsfA1d参与了拟南芥对甲醛的胁迫应答，AtHsfA1d是甲醛胁迫的响应基因，且是受甲醛诱导上调的表达的基因，因此HsfA1d可能是提高植物耐受甲醛胁迫的一种候选基因。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含有拟南芥热激因子基因（即AtHsfA1d基因）的植物表达载体pK₂-35S-AtHsfA1d，该载体含有拟南芥热激因子AtHsfA1d基因的cDNA及卡那霉素筛选标记基因K₂和组成型启动子CaMV 35S，CaMV 35S的组成型启动子位于热激因子cDNA的上游。