[发明专利]拟南芥AtXIW1基因在改善植物抗逆上的应用

说明书

本发明公开一种拟南芥AtXIW1基因在改善植物抗逆上的应用，涉及植物基因工程技术领域。本发明以拟南芥为研究材料，通过免疫共沉淀‑质谱分析的方法筛选到一个与核质转运蛋白受体互作的XIW1蛋白。对XIW1的研究表明，该基因的转录水平受干旱胁迫和外源ABA的诱导。XIW1蛋白在细胞核肌细胞质中均有表达，且其表达水平受外源ABA诱导发生改变。这表明该基因参与到ABA信号转导通路中，过表达或敲除XIW1基因能够影响植物对ABA及干旱逆境的响应。

技术领域

本发明涉及植物基因工程技术领域，具体涉及一种拟南芥AtXIW1基因在改善植物抗逆上的应用。

背景技术

植物在生长过程中会遭受各种各样的逆境胁迫压力，诸如干旱、盐碱、高温、低温等不利环境因素。在此情况下，植物表现为细胞失水、蛋白变性，酶活性丧失、细胞膜系统受损，从而导致其代谢过程的紊乱，直至造成植物的死亡。胁迫程度的严重与否关系到植物生长量、作物产量以及整个代谢过程的强弱。植物在漫长的进化历史过程中，形成了各种保护机制以应对不利环境影响。在分子水平上，通过对基因表达的调控来调节细胞代谢水平，逆境胁迫基因的蛋白产物积累以应对不良条件，从而提高了植物的抗逆能力，降低或修复不利条件带来的伤害；在生理生化水平上，植物通过形成胁迫应答蛋白、增加渗透调节物质如脯氨酸、增加活性氧清除酶系统的作用强度等提高其对逆境的抵抗能力；在细胞水平上，则通过改变细胞周期、细胞结构的适应性变化从而保证植物的基本生命活动(Hirayama etal.,2010)。

大量蛋白包括转录因子、蛋白激酶和各种逆境相关蛋白会参与到植物应对非生物胁迫过程(Zhu,2002；Shinozaki and Yamaguchi-Shinozaki,2007；Hu and Xiong,2014)。其中，蛋白质的核质转运(Nucleocytoplasmic trafficking)是一种很重要的响应机制。比如，一些转录因子必须进入细胞核才具有其调节功能；同样，核糖体亚基和部分蛋白需要进入细胞质才能发挥其作用。核转运受体(Nuclear transport receptor，NTR)介导的核质转运不仅是真核细胞基因复制、转录和翻译的必需环节，也是联系细胞内信号转递的重要环节(Xu and Massagué,2004；Xu and Meier,2008；and Kehlenbach,2010)。近年来，越来越多的证据表明，调节蛋白质核质转运参与了真核生物的信号反应过程，包括应对激素反应、生物和非生物胁迫、以及生物节律等(Meier and Somers,2011；吕贝贝等,2012；Tamura and Hara-Nishimura,2014)。例如，拟南芥和水稻中BZR1(BrassinazoleResistant 1)的核质转运对油菜素内酯(BR)的响应(Bai et al.,2007；Ryu et al.,2007)。当BR不存在时，磷酸化的BZR1在胞质中累积；而外施BR时，去磷酸化的BZR1通过核转运受体进入细胞核，起到转录抑制的作用。这样的一种机制可使植物在不需要合成BZR1的前提下，快速响应环境和发育信号(Ryu et al.,2007)。

发明内容

为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的目的在于提供一种拟南芥AtXIW1基因在改善植物抗逆上的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

本发明提供一种拟南芥AtXIW1基因在改善植物抗逆上的应用。

进一步的，本发明提供一种拟南芥AtXIW1基因在植物育种中的应用。

更进一步的，本发明提供一种拟南芥AtXIW1基因在培育转基因植物中的应用。

所述的植物包括但不限于拟南芥、水稻、小麦、玉米、高粱、谷子、甘蔗、棉花、番茄、苜蓿和象草；

所述的抗逆包括但不限于抗旱。

所述的拟南芥AtXIW1基因，其氨基酸序列如SEQ ID NO：3所示。