編碼甘薯ERF轉錄因子的基因及應用制造技術

本發明專利技術公開了編碼甘薯ERF轉錄因子的基因，是SEQ?ID?NO.1所示的核苷酸序列。該基因編碼的蛋白質是SEQ?ID?No.2所示的氨基酸序列。本發明專利技術從甘薯中分離出編碼ERF轉錄因子的完整cDNA，連接到植物表達載體上，利用農桿菌侵染法轉化植物，獲得轉基因植株，轉基因植株在根系發育變強，生物量變大，并且提高了轉基因植物的耐旱性，此基因還可以應用于植物遺傳改良。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于基因工程領域，具體涉及一種編碼甘薯ERF轉錄因子的基因，該基因編碼的蛋白質以及含有該基因的重組載體及基因的應用。
技術介紹
在植物中許多基因都受逆境脅迫誘導表達，根據作用方式的不同，主要分為兩大類：調節基因和功能基因。調節基因主要是在信號轉導和基因表達中起調節作用的轉錄因子；功能基因主要編碼一些調節滲透勢、清除自由基和活性氧的酶等。一般認為，植物對干旱和高鹽等逆境的抗性受多基因控制，因此，利用基因工程技術導入單個功能基因雖然能增加植物的某種單一抗性，但并不能從整體上綜合提高植物的抗逆性。轉錄因子作為功能基因表達的調節開關，可以對不同的基因進行精確的調節，在植物逆境信號傳遞過程中發揮著關鍵的作用，所以通過增強某個轉錄因子的作用，可促使多個與抗逆有關的功能基因表達,這是使植物抗逆性狀獲得綜合改良的一條非常有效的途徑。植物AP2/ERF是一個龐大的轉錄因子基因家族，含有由60～70個氨基酸組成的AP2/ERF結構域而得名，存在于所有的植物中。AP2/ERF轉錄因子參與多種生物學過程，包括植物生長、花發育、果實發育、種子發育、損傷、病菌防御、高鹽、干旱等環境脅迫響應等。AP2/ERF類轉錄因子參與水楊酸、茉莉酸、乙烯、脫落酸等多種信號轉導途徑，而且是逆境信號交叉途徑中的連接因子。根據含AP2/ERF結構域的數目，AP2/ERF轉錄因子含5個亞組，包括AP2(APETALA2)、RAV(relatedtoABI3/VP1)、DREB(dehydration-responsiveelementbindingprotein)、ERF和其他。AP2家族含2個AP2/EREBP(ethylene-responsiveelementbindingprotein)結構域，ERF和DREB家族僅含1個AP2/EREBP結構域，而RAV家族除一個AP2/EREBP結構域外還含1個B3結構域。ERF家族是AP2/ERF轉錄因子大家族的一個主要亞家族，在調節植物生物和非生物逆境反應中發揮重要作用。在擬南芥和水稻基因組中分別含有122和139個ERF轉錄因子家族成員，根據基因序列系統樹和蛋白保守結構域等特征，擬南芥和水稻ERF基因分別組成12和15個不同的組。甘薯不僅是重要的糧食作物，而且還是重要的經濟作物和能源作物。甘薯廣泛種植在世界上的100多個國家，我國是世界上的最大生產國，甘薯生產約占世界甘薯的80％。與其他糧食作物相比，甘薯相對較為耐旱，但品種間差異較大，世界上相當比例的甘薯種植在干旱的環境下，而世界干旱、半干旱地區已占陸地面積的三分之一以上，干旱對植物的影響在諸多自然逆境因素中居首位。我國現有邊際性土地資源(非耕地)約20億畝，主要是干旱、鹽堿灘涂地。在我國農業用水緊缺、耕地面積緊張的形勢下，在這些地區開發種植耐旱甘薯，既能合理的利用土地資源，又能部分緩解糧食和能源緊缺問題。通過定向改良甘薯的抗逆境能力，提高甘薯在邊際性土地區的生長適應性，對確保我國的糧食安全具有重要的戰略意義。因此在甘薯中克隆新的ERF類轉錄因子基因，研究其基本的生物學特性和功能，可為整個植物抗逆基因調控網絡及脅迫應答反應機理提供理論基礎，并為改良作物抗逆性提供一定的物質基礎。
技術實現思路
本專利技術的目的之一在于提供一種編碼甘薯ERF轉錄因子的基因，該基因命名為IbRAP2.4。本專利技術的第二個目的是提供一種該基因編碼的蛋白質。本專利技術的第三個目的是提供一種含有該基因的表達載體。本專利技術的第四個目的是提供一種含有該表達載體的宿主細胞。本專利技術的最后一個目的在于提供該基因的用途。本專利技術的技術方案概述如下：一種編碼甘薯ERF轉錄因子的IbRAP2.4基因，它是SEQIDNO.1所示的核苷酸序列。所述的核苷酸序列由885個堿基組成。所述IbRAP2.4基因具有調控植物根系發育，增強生物量以及抗旱性的功能。上述基因編碼的蛋白質，它是SEQIDNo.2所示的氨基酸序列。所述的序列由294個氨基酸殘基組成。一種含有上述基因的表達載體pCAMBIA1305-IbRAP2.4，它含有SEQIDNO.1所示的核苷酸序列。一種含有上述表達載體農桿菌宿主細胞EHA105:pCAMBIA1305-2×35s-IbRAP2.4的構建。上述基因在轉化植物獲得轉基因植株中的應用，尤其是在制備轉基因擬南芥中的應用。本專利技術的優點：本專利技術從甘薯中分離出編碼ERF轉錄因子基因的完整cDNA，連接到植物表達載體上，利用農桿菌侵染法轉化植物，獲得轉基因植株，對轉基因植株進行了抗逆性分析，結果表明IbRAP2.4基因能夠增強植物的根系發育和生物量，并且響應逆境信號，正向調控植物的耐旱能力。此基因可以應用于植物遺傳改良。附圖說明圖1.IbRAP2.4氨基酸序列的系統進化樹分析結果圖2.IbRAP2.4在甘薯不同組織中的表達圖3.干旱脅迫誘導表達后IbRAP2.4的表達圖4.pCAMBIA1305-2×35s-IbRAP2.4載體示意圖圖5.過表達IbRAP2.4基因對擬南芥植株葉片大寫、生物量的影響圖6.過表達IbRAP2.4基因對擬南芥根發育的影響圖7.未轉化的野生型擬南芥株系和轉IbRAP2.4基因株系的根系比較圖8.未轉化的野生型擬南芥株系和轉IbRAP2.4基因株系的抗旱性比較具體實施方式下面結合具體實施例來進一步描述本專利技術，本專利技術的優點和特點將會隨著描述而更為清楚。但下述實施例中所涉及的具體實驗方法如無特殊說明，均為常規方法或按照制造廠商說明書建議的條件實施。實施例1甘薯中ERF轉錄因子IbRAP2.4基因序列獲得，具體如下：利用OMEGARNA試劑盒，從100mg的新鮮的甘薯葉片中提取總RNA，利用反轉錄試劑盒(Bioteke)合成cDNA。具體反應體系如下：在PCR儀上按以下條件進行反轉錄反應：1、50℃，45min；2、70℃，10min；之后冰上冷卻。將提取的總RNA送華大基因(BeijingGenomicInstitute,BGI)，通過高通量測序獲得甘薯轉錄組數據庫，并通過Denovo拼接獲得甘薯Unigene數據庫，其中Unigene23081與NR數據庫比對后發現該基因可能參與逆境響應。將Unigene23081通過OFRFINDER(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/projects/gorf/)在線軟件預測基因完成的ORF，并利用PrimerPrem本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種編碼甘薯ERF轉錄因子的基因，其特征在于，所述基因是SEQ?ID?NO.1所示的核苷酸序列。

【技術特征摘要】
1.一種編碼甘薯ERF轉錄因子的基因，其特征在于，所述基因是SEQIDNO.1所示的核苷酸序
列。
2.根據權利要求1所述的編碼甘薯ERF轉錄因子的基因，其特征在于，所述基因具有調控植物
根系發育，增強生物量以及抗旱性的功能。
3.權利要求1所述基因編碼的蛋白質，其特征在于，所述蛋白質是SEQIDNo.2所示的氨基酸
序列。
4.一種...

【專利技術屬性】
技術研發人員：邊小峰，馬佩勇，賈趙東，謝一芝，郭小丁，
申請(專利權)人：江蘇省農業科學院，
類型：發明
國別省市：江蘇;32