[发明专利]一种热激转录因子基因AtHSFA1d及其编码蛋白与应用

说明书

技术领域：

本发明涉及植物分子生物学领域，具体为拟南芥热激转录因子(Heat Shock Transcription Factors，HSFs)家族成员AtHSFA1d抗高温新功能的验证，以及该基因在抗高温植物新品种培育中的应用。

背景技术：

温度的变化对植物生长发育具有重要的影响，适宜的温度能够保证或促进植物正常的生长发育，而不适宜的温度条件则会抑制植物的生长，甚至使植物死亡。自二十世纪以来，随着世界人口的飞速增长及工业化程度的不断加深，温室效应越来越严重，全球温度的逐步升高已成为作物正常生长、发育和获得高产的一个重要限制因素。现代分子生物学和基因工程相关技术的日益成熟，使人们从分子水平上探知植物对高温胁迫的响应及高温诱导相关信号在植物体内的传导途径成为现实，并且为改良作物的抗高温性能开辟了新的途径，在了解植物响应高温的分子机制的基础上，充分利用植物自身的基因资源，发掘植物抗高温相关基因，对培育抗高温性能提高的作物具有重要的指导意义。

拟南芥(Arabidopsis thaliana)属十字花科，芸薹属植物，它不仅是第一个被测定基因组序列的模式植物(Athanasios Theologis.et al.，NATURE.2000，VOL408：816-820)，而且具有基因组规模较小、植株株型矮小、生长周期短、自花授粉而又易于杂交等优点。因此以拟南芥作为分子遗传学和基因工程研究的模式植物，从中鉴定和克隆与热胁迫相关的基因，并结合转基因操作技术是培育耐高温性能增强植物的一条有效途径。

转录因子(Transcription factors，TFs)又称反式作用因子，是一类和专一性DNA序列特异结合并能激活或抑止相关基因转录的蛋白质分子。热激转录因子(Heat stress transcription factors，HSFs)是一类能够调控不同热激蛋白(Heat shock protein，HSP)基因表达的专用转录因子。基因组研究发现拟南芥中包含21个HSF基因家族成员。已有研究证明HSFA1s亚家族(包括HSFA1a、HSFA1b、HSFA1d和HSFA1e)在应答热胁迫信号和控制生长发育等过程中起到重要作用，其中HSFA1d和HSFA1e双重突变体表现出耐热功能的缺失(Ayako Nishizawa Yokoi.et al.，Plant Cell Physiol.(2011)52(5)：933-945)；而HSFA1s四重敲除突变体(Quadruple Knock Out，QK)在发芽率、存活率等方面均与野生型(Col-O)有显著差异(Hsiang-Chin Liu，Hsiu-Ting Liao&Yee-Yung Charng，Plant Cell and Environment(2011)34，738-751)。但至今还没有关于HSFA1s亚家族单基因热胁迫反应的报道，这就给人们理解该亚家族各成员的功能和相互作用关系增加了难度，同时也使得通过转基因手段培育抗高温作物新品种变得更为烦琐，多基因转化不仅技术难度增大，而且后代功能和表型的不确定性也相应增多，相关的理论和技术研究也往往因此而变得无所适从。

发明内容

本发明的目的是提供一个拟南芥热激转录因子(HSF)基因，以及该基因在应答热激胁迫反应中的功能和在培育抗高温植物中的作用。

所提供的HSF基因为AtHSFA1d(AT1G32330)。

上述基因具有SEQ ID No.1的碱基序列。

上述基因编码的蛋白质具有SEQ ID No.2的氨基酸序列。

AtHSFA1d基因的T-DNA插入突变体salk_058618是从ABRC(Arabidopsis Biological Resource Center)定购获得。通过PCR鉴定获得纯合插入突变体，通过RT-PCR在mRNA水平上鉴定基因的敲除情况。

通过上述鉴定，获得AtHSFA1d基因T-DNA插入突变体salk_058618的纯合株系，并以之为材料进行热激处理，观察热胁迫表型并拍照。然后对热胁迫处理后的拟南芥幼苗进行耐高温相关指标的测定，包括：存活率统计，相对电导率测定和渗透压测定，相关酶活性测量，丙二醛含量测量。

附图说明：

图1显示野生型和突变体PCR和RT-PCR检测的电泳结果，结果表明所获AtHSFA1d基因突变株系salk_058618为T-DNA纯合插入株系，其转录本被敲除。