[发明专利]玉米非生物胁迫响应因子ZmERF1基因启动子序列及其应用

说明书

技术领域

本发明属于植物基因工程技术领域，具体涉及玉米非生物胁迫响应因子ZmERF1基因启动子及其应用。

背景技术

玉米是我国主要的粮食作物之一，在保障国家粮食安全中起着重要作用。目前我国面临人口不断增加和耕地资源不断减少的双重压力，提高玉米产量和品质能有效的缓解粮食安全问题。生物与非生物胁迫，尤其是干旱、盐渍和高温等环境胁迫，严重威胁玉米生产，每年全球作物因非生物胁迫造成的产量损失比生物胁迫多30%。因此，非生物胁迫是造成作物产量减少的主要限制因素，严重制约着当前农业经济的发展。在植物生长过程中遇到干旱、冷害、热激、盐碱等逆境时，植物为了更好的生长及适应不良环境，在长期的进化过程中形成了一套特有的防御机制。因此，克隆挖掘玉米抗逆相关基因及其启动子对研究抗逆分子遗传机理和遗传调控网络具有重要的理论意义和应用价值。

ERF基因受激素或环境因素的诱导，调节植物对各种逆境胁迫的应答反应，提高其耐盐性和抗旱性以及对冷害和渗透胁迫的抗性。因此，克隆玉米抗逆相关的ERF基因启动子，有助于研究玉米对非生物胁迫抗性分子机理，同时对提高玉米对非生物胁迫的耐受力有重要指导意义。

发明内容

本发明的目的在于提供玉米非生物胁迫响应因子ZmERF1基因启动子及其应用，该基因启动子能够直接驱动外源基因在转基因植物中表达，在非生物胁迫下如盐处理和渗透处理能够使外源基因快速高效的表达，可以提高植株对盐胁迫和渗透胁迫的抗性能力。

本发明提供一种新的玉米非生物胁迫响应因子ZmERF1基因启动子，详见序列表，其启动子核苷酸全长序列为2217 bp；同时提供了该基因启动子的应用，即在盐胁迫、渗透胁迫条件下，ZmERF1基因启动子序列启动目的基因在根部、叶、花序等部位进行表达，提高了玉米植株对盐胁迫和渗透胁迫的抗性能力。

本发明利用遗传转化技术将玉米非生物胁迫响应因子ZmERF1基因启动子导入到玉米植物基因组中，可以实现对目的基因的定向操作，获得目的基因的转基因植株，这不仅可以实现目的基因在盐胁迫、渗透胁迫条件等逆境情况下进行表达，而且为玉米非生物逆境胁迫的应用提供强有力的工具。

附图说明

图1和图2分别是本发明玉米自交系N04 ZmERF1基因的表达方式图；

图2是本发明玉米叶片的GUS染色图。

具体实施方式

以下结合实施例及附图对本发明做进一步详细描述：

玉米自交系N04为本申请人实验室培育产品，选自爆裂玉米品种BL03，培育地点中国河南省郑州市河南农业大学科教园区。

克隆载体pMD18-T、DNA marker购自北京全式金公司；DNA凝胶回收试剂盒、质粒提取试剂盒均购自百泰克公司；大肠杆菌感受态制备试剂盒购于上海生工；引物合成以及测序均在北京华大公司进行。

Bio-Red PCR扩增仪、Eppendorf台式高速恒温离心机、恒温培养箱、恒温摇床、低温冰箱、电泳仪、超净工作台、琼脂糖电泳凝胶成像系统、高压灭菌锅、移液枪。

实施例1

结合图1和图2盐胁迫、渗透胁迫条件下玉米自交系N04ZmERF1基因的表达及ZmERF1基因启动子的克隆：

a.玉米自交系N04DNA的提取

取约0.5 g幼嫩叶片置于研钵中，加入液氮后研磨成粉末，将粉末迅速装入2.0 mL的离心管中，加入800 μL质量分数1% SLS提取液，加入800 μL 按照比例为25：24：1的苯酚、氯仿与异戊醇组成的混合液，充分混匀，65℃温育30min，冷却至室温后，12000 rpm离心10 min，吸取上清液转至另一干净的1.5 mL离心管中，加入0.6倍上清液体积的预冷异丙醇混匀，12000 rpm离心10 min，弃上清液，用75%乙醇漂洗，漂洗后短暂离心，留DNA于管底进行干燥，DNA干燥后用灭菌水溶解，置于-20℃冷藏备用；其中质量分数1% SLS提取液是将100 mmol.L^-1 Tris-HCl、100 mmol.L^-1 NaCl、20 mmol.L^-1 EDTA和10 g.L^-1 SLS混匀，然后调节PH=8.0后得到的混合液；

b.ZmERF1基因启动子的克隆