[发明专利]一种与植物抗逆性相关的蛋白及其编码基因和应用

说明书

技术领域

本发明涉及生物技术领域，特别涉及一种与植物抗逆性相关的蛋白及其编码基因和应用。

背景技术

目前植物是固着性生物,其生长和产量严重地受到干旱，高盐以及温度变化等外界逆境因素的影响。环境胁迫所带来的影响已导致每年全球粮食作物减产70%，成为获得维持人类生存所需食物的主要威胁因素。在逆境条件下，植物通过发生一系列的基因表达的改变来对外部的逆境胁迫环境做出反应和适应。

根据植物抗逆基因作用方式的不同，可将抗逆基因分成两类：第一类是功能基因，其编码产物对植物抗逆性直接起保护作用；第二类是调节基因，其编码产物是一些转录因子，在信号转导和基因表达过程中起调节功能基因的作用。第一类包括水通道蛋白、膜转运因子为代表的膜蛋白；脯氨酸、甜菜碱生物合成酶为代表的功能酶；维持细胞正常的生理生化功能的脱毒酶，如谷胱甘肽巯基转移酶，过氧化物歧化酶；以及一些保护生物大分子的蛋白，如抗冻蛋白，LEA蛋白等。研究表明植物体内的LEA蛋白诱导表达后能显著提高植物对干旱，高盐等逆境的耐受能力。第二类为传递信号和调控基因表达的转录因子、感应和转导胁迫信号的蛋白激酶、以及在信号转导中和基因表达中起重要作用的蛋白酶，如DREB转录因子、MAP激酶、磷酸脂酶等。转录因子结合胁迫相关基因的启动子区的对应元件，调控胁迫相关基因的表达从而提高植物抵抗逆境的能力。

在第二类调节基因的研究方面，近来的研究发现一部分转录因子在调控植物对逆境的应答中起着重要作用。目前报道较多的是DREB转录因子亚家族基因，DREB转录因子能特异结合DRE/CRT元件，调控一大类逆境应答基因的表达，通过多基因的协同作用来增强植物对多种逆境的抵抗力和适应能。WRKY类蛋白是含有一到两个WRKY功能域的转录因子，它们在病源菌诱导的植物防御反应，逆境胁迫应答等信号传导途径中起着重要作用。干旱和高盐胁迫引起ABA的生物合成，从而开启了两条依赖于ABA的基因表达的调控途径。一条是由bZIP转录因子与其结合元件ABRE组成的调控途径。ABRE含有一个basic domain/Leu zipper的DNA结合元件，能和含有bZIP结构的转录因子特异性结合。bZIP被报道参与到高盐，干旱和水杨酸信号传递通路中；另一条是由调控花青素类基因表达的转录因子MYB、MYC组成。MYC类转录因子具有典型的螺旋-环-螺旋结构，而MYB蛋白含有一个保守的DNA结合域。它们在控制细胞形状，对植物生长调节因子的信号传递以及对非生物胁迫的应答中都起着重要的作用。近来研究新发现的NAC类转录因子家族通过作用于下游的生长素、乙烯和ABA信号传递途径从而参与到了植物体中的高盐耐受反应中去。