[发明专利]一种玉米WRKY类转录因子ZmWRKY58及其编码基因与应用

说明书

技术领域

本发明属于基因工程和作物遗传育种领域，具体涉及一个玉米WRKY转录因子ZmWRKY58的编码基因及其在培育耐逆性植物中的应用。

背景技术

植物在生长的过程中常常遭遇到各种各样不利的自然环境，比如干旱、高盐、低温、高温淹水等，其中干旱、高盐是影响植物生长发育和产量及限制植物地理分布最为重要的两个因素。干旱可以导致植物细胞失水，造成细胞膨压完全丧失，甚至死亡；高盐则会破坏水势的平衡和离子分布的平衡，导致植物受到分子损伤，生长延迟。在漫长的进化过程中，植物已经形成一套复杂的机制来适应非生物胁迫。植物对各种逆境胁迫的响应往往是多途径、多基因协同作用，从不同层次、不同水平调控对逆境的响应。其中，转录水平上的调控越来越受到人们的关注，如今对转录因子的研究已成为植物基因功能研究的一个重点。

转录因子又称为反式作用因子，是能够直接或间接与真核基因启动子区域中顺式作用元件发生特异性结合，从而调控靶蛋白转录效率的蛋白质因子，通过它们之间及其他相关蛋白之间的相互作用，激活或抑制转录。从蛋白质结构分析，转录因子一般含有4 个功能区，即DNA结合域，转录调控域（包括激活和抑制域），寡聚化位点以及核定位信号。随着研究的不断深入，越来越多的实验证明转录因子广泛参与植物生物与非生物胁迫应答反应、植物衰亡、种皮及毛状体发育及果实发育等一系列的生理活动。

WRKY是近年来发现的一种主要存在于高等植物中的转录调节因子。WRKY转录因子家族含有高度保守的 WRKY 结构域，由60个高度保守的氨基酸残基组成，在其 N 端还包括锌指结构，而且 WRKY 这个名字的由来也是在这个家族的 WRKY 结构域中含有一段更为保守的氨基酸序列WRKYGQK。WRKY 转录因子能够与启动子中的(T)(T)TGAC(C/T)序列即W-box（W-盒）特异结合，从而启动基因的转录。

近年来，国内外致力于 WRKY 转录因子研究的研究非常多，并且取得了丰硕的成果。WRKY 基因受各种环境因子如干旱、低温、创伤等以及信号分子、真菌诱导因子、病原体和植物本身不同发育阶段的诱导，直接或间接参与其中的调控网络，从而提高植物对逆境的耐性或抗性。目前有关WRKY家族转录因子的研究大部分来自水稻和拟南芥，而其它物种的研究报道不多。因此，本发明从玉米中分离克隆该家族基因并鉴定它在提高目的植物抗逆性方面所发挥的功能，对于培育抗逆新型作物品种具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供玉米转录因子ZmWRKY58基因的序列及功能，并进一步公开了该基因的应用。

本发明所提供的玉米WRKY类转录因子，名为ZmWRKY58，来源于玉米属玉米（Zea mays L.），是具有下述氨基酸残基序列之一的蛋白质：

1）由序列表中的SEQ ID N0：1氨基酸残基序列组成的蛋白质；

2）将序列表中的SEQ ID N0：1氨基酸残基序列经过一至十个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有玉米WRKY转录因子功能的由1）衍生的蛋白质；

3）将序列表中的SEQ ID N0：1氨基酸残基序列经过一至十个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有与W盒（TTGACC / T）顺式元件相互作用提高植物抗逆功能的蛋白质。

其中，序列表中的SEQ ID N0：1由369个氨基酸残基组成；上述玉米WRKY转录因子与W盒顺式元件相互作用能提高植物抗逆功能，且其与W盒结合的DNA核心序列是TGAC。

上述玉米抗逆转录因子的编码基因（ZmWRKY58）为如下1）至4）中任一项所述的核苷酸序列：

1）具有序列表中SEQ ID N0：2的核苷酸序列；

2）具有编码序列表中SEQ ID N0：1的蛋白质序列的多核苷酸；

3）具有与序列表中SEQ ID N0：2的DNA序列90%以上的同源性，且编码相同功能蛋白质的DNA序列；

4）具有在高严谨条件下可与序列表中SEQ ID N0：2限定的DNA序列杂交的核苷酸序列，所述高严谨条件可为用0.1×SSPE或0.1×SSC，0.1%SDS的溶液，在65℃下杂交并洗膜。

其中，序列表中的SEQ ID N0：2由1110个碱基组成，编码一个完整的开放阅读框，编码具有序列表SEQ ID N0：1的氨基酸残基序列的蛋白质。上述编码基因均具有序列表中SEQ ID N0：2的核苷酸序列。

同时本发明还包含上述玉米WRKY转录因子在培育抗逆性增强的植物中的应用。及含有本发明基因的表达载体，转基因细胞系、重组菌及宿主菌均属于本发明的保护范围。