[发明专利]一种调控叶片衰老，提高多重抗逆性的转录因子及其应用

说明书

技术领域

本发明属于植物基因工程技术领域，具体涉及一种调控叶片衰老，提高多重抗逆性的转录因子与应用。

背景技术

植物衰老是植物个体内部一系列程序化的渐行性衰退，最终走向死亡的过程。叶片衰老是植物生长发育的组成部分，构成了植物叶片发育的最后一个阶段，被认为是程序性细胞死亡（PCD）的一种，以依赖叶龄的方式进行，并由诸多环境因素诱导，受生长发育时期复杂的内、外因素的相互作用影响。因此叶片衰老并不是被动的过程，而是一个主动调控的过程。叶片衰老过程中，细胞结构、生理代谢、基因表达方面都经历一系列有序的变化。另外，由于叶片衰老过程中涉及营养物质的转运和再利用，对整个植株来说，叶片衰老是植物健康生长，繁育优良后代的关键（Buchanan-Wollaston V等，Plant Biotechnol J，1(1):3-12，2003；Lim PO和Nam HG等，Curr Top Dev Biol, 67:49-83，2005）。

植物激素对植物发育和响应环境具有极其重要的作用。在众多植物激素中，细胞分裂素（CK）对植物叶片衰老的延缓以及乙烯（ET）对叶片衰老的促进作用是十分明确的，而且在不同物种中都得到了相对一致的结果。其它相关激素，如脱落酸（ABA），赤霉素（GA），茉莉酸甲酯（MeJA）和水杨酸（SA）等都对叶片的衰老起到不同程度的促进作用，但是对于它们的作用机理，特别是他们复杂的网络调控系统，仍知之甚少。

茉莉酸（JA）和水杨酸（SA）主要是参与植物防御反应的激素，但是其在叶片衰老过程中也有一定的作用。对离体叶片外施JA可以加速其衰老进程，但是在影响JA合成的突变体coi1中并没有观察到叶片衰老延缓的现象，其中12%的叶片衰老相关基因并没有发生变化（Xie DX等，Science，280:1091-1094,1998；Buchanan-Wollaston V等，Plant Journal，42：567-585，2005）。在叶片衰老过程中，植物体内的SA含量急剧的上升，但在未衰老叶片中并不存在这样的现象。此后，Morris等通过对NahG转基因材料，及相关突变体pad4和npr1的分析，发现这些突变体中衰老标志基因SAGs表达有所改变（Morris K等，Plant Journal，23：677-685，2000）。SA对衰老的作用可能是影响了叶片衰老进程中从衰老向细胞死亡变化的进程。

WRKY转录因子因其N端含有由WRKYGQK组成的高度保守的氨基酸序列而得名。在拟南芥中已发现了74个WRKY成员，而水稻中则含有105个完整的WRKY成员。研究发现，WRKY结构域及其专一结合的（T）（T）TGAC（C/T）序列（又称W-box）更多地存在于与抗病、损伤、衰老相关基因和水杨酸诱导基因的上游调控区域。已有大量证据表明，WRKY与上述几种生物和非生物逆境激发的应激反应关系密切（Eulgem T等，EMBO J，18：4689-4699，1999；Chen C等，Plant Physiol，129：706-716，2002）。此外，在果实成熟、种子表皮毛发育、蔗糖信号传导及赤霉素信号传导等过程中均发现了WRKY基因的表达（Johnson CS等，Plant Cell，14：1359-1375，2002；Sun C等，Plant Cell，15：2076-2092，2003）。