一种与植物抗逆性相关的SiMYB107蛋白及其相关生物材料与应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种与植物抗逆性相关的SiMYB107蛋白及其相关生物材料与应用， 属于生物技术领域。
【背景技术】
[0002] 氮是一种在植物生长和发育中需求量最大的矿质营养元素，植物干物质和植株全 氮中的含氮量分别为1. 5% -2%和16%。元素氮对作物生长起着非常重要的作用，它是植 物体内氨基酸的组成部分、是构成蛋白质的成分，也是植物进行光合作用起决定作用的叶 绿素的组成部分。
[0003] 20世纪下半叶，为了提高作物的生产率，主要高产作物对氮肥和其它营养的需求 大幅提升，导致了全球氮肥用量提高了十倍。然而植物对氮肥的吸收利用远小于其施用量 的一半，大部分的氮肥由于队和NH 3等气体的挥发以及硝化反硝化脱氮、淋溶等被浪费。而 且氮肥现今已成为作物生产所需的最主要成本，还会在较大程度上影响农民的收入。因此 如何让植物能更高效的利用氮肥成为了亟待解决的问题。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是如何调控植物的抗逆性。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明首先提供了一种蛋白质，将其命名为SiMYB107蛋 白。
[0006] 本发明提供的SiMYB107蛋白，是如下a)或b)或c)的蛋白质：
[0007] a)氣基酸序列是序列表中序列2所不的蛋白质；
[0008] b)在序列表中序列2所示的蛋白质的N端和/或C端连接标签得到的融合蛋白 质；
[0009] c)将序列表中序列2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或 缺失和/或添加得到的具有相同功能的蛋白质。
[0010] 其中，序列表中序列2所示的氨基酸序列由315个氨基酸残基组成。
[0011] 为了使a)中的蛋白质便于纯化，可在序列表中序列2所示的蛋白质的氨基末端或 羧基末端连接上如表1所示的标签。
[0012] 表1、标签的序列
[0013]
[0015] 上述c)中的蛋白质中，所述一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加 为不超过10个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加。
[0016] 上述c)中的蛋白质可人工合成，也可先合成其编码基因，再进行生物表达得到。
[0017] 上述c)中的蛋白质的编码基因可通过将序列表中序列1所示的DNA序列中缺失 一个或几个氨基酸残基的密码子，和/或进行一个或几个碱基对的错义突变，和/或在其 5'端和/或3'端连上表1所示的标签的编码序列得到。
[0018] 为解决上述技术问题，本发明还提供了与上述SiMYB107蛋白相关的生物材料。
[0019] 本发明提供的与上述SiMYB107蛋白相关的生物材料为下述Al)至A20)中的任一 种：
[0020] Al)编码上述SiMYB107蛋白的核酸分子；
[0021] A2)含有Al)所述核酸分子的表达盒；
[0022] A3)含有Al)所述核酸分子的重组载体；
[0023] A4)含有A2)所述表达盒的重组载体；
[0024] A5)含有Al)所述核酸分子的重组微生物；
[0025] A6)含有A2)所述表达盒的重组微生物；
[0026] A7)含有A3)所述重组载体的重组微生物；
[0027] A8)含有A4)所述重组载体的重组微生物；
[0028] A9)含有Al)所述核酸分子的转基因植物细胞系；
[0029] A10)含有A2)所述表达盒的转基因植物细胞系；
[0030] All)含有A3)所述重组载体的转基因植物细胞系；
[0031] A12)含有A4)所述重组载体的转基因植物细胞系；
[0032] A13)含有Al)所述核酸分子的转基因植物组织；
[0033] A14)含有A2)所述表达盒的转基因植物组织；
[0034] A15)含有A3)所述重组载体的转基因植物组织；
[0035] A16)含有A4)所述重组载体的转基因植物组织；
[0036] A17)含有Al)所述核酸分子的转基因植物器官；
[0037] A18)含有A2)所述表达盒的转基因植物器官；
[0038] A19)含有A3)所述重组载体的转基因植物器官；
[0039] A20)含有A4)所述重组载体的转基因植物器官。
[0040] 上述生物材料中，Al)所述核酸分子为如下1)或2)或3)所示的基因：
[0041] 1)其编码序列是序列表中序列1所示的cDNA分子或DNA分子；
[0042] 2)与1)限定的核苷酸序列具有75%或75%以上同一性，且编码上述蛋白质的 cDNA分子或基因组DNA分子；
[0043] 3)在严格条件下与1)或2)限定的核苷酸序列杂交，且编码上述蛋白质的cDNA分 子或基因组DNA分子。
[0044] 其中，所述核酸分子可以是DNA，如cDNA、基因组DNA或重组DNA ;所述核酸分子也 可以是RNA，如mRNA或hnRNA等。
[0045] 其中，序列表中序列1所示的核苷酸序列由948个核苷酸组成，编码序列表中序列 2所示的氨基酸序列。
[0046] 本领域普通技术人员可以很容易地采用已知的方法，例如定向进化和点突变的方 法，对本发明的编码SiMYB107蛋白的核苷酸序列进行突变。那些经过人工修饰的，具有与 本发明分离得到的SiMYB107蛋白的核苷酸序列75%或者更高同一性的核苷酸，只要编码 SiMYB107蛋白且具有上述蛋白质功能，均是衍生于本发明的核苷酸序列并且等同于本发明 的序列。
[0047] 这里使用的术语"同一性"指与天然核酸序列的序列相似性。"同一性"包括与本发 明的编码序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质的核苷酸序列具有75%或更高， 或85 %或更高，或90 %或更高，或95 %或更高同一性的核苷酸序列。同一性可以用肉眼或 计算机软件进行评价。使用计算机软件，两个或多个序列之间的同一性可以用百分比（％) 表示，其可以用来评价相关序列之间的同一性。
[0048] 上述75%或75%以上同一性，可为80%、85%、90%或95%以上的同一性。
[0049] 上述生物材料中，A2)所述的含有编码SiMYB107蛋白的核酸分子的表达盒，是指 能够在宿主细胞中表达SiMYB107蛋白的DNA，该DNA不但可包括启动SiMYB107基因转录 的启动子，还可包括终止SiMYB107基因转录的终止子。进一步，所述表达盒还可包括增 强子序列。可用于本发明的启动子包括但不限于：组成型启动子，组织、器官和发育特异 的启动子，和诱导型启动子。启动子的例子包括但不限于：花椰菜花叶病毒的组成型启动 子355 :来自西红柿的创伤诱导型启动子，亮氨酸氨基肽酶（〃1^^〃，〇1&〇等人（1999)?1 &拉 Physiol 120:979-992);来自烟草的化学诱导型启动子，发病机理相关I(PRl)(由水杨酸 和BTH(苯并噻二唑-7-硫代羟酸S-甲酯）诱导）；西红柿蛋白酶抑制剂II启动子（PIN2) 或LAP启动子（均可用茉莉酮酸甲酯诱导）；热休克启动子（美国专利5,187,267);四环 素诱导型启动子（美国专利5,057, 422);种子特异性启动子，如谷子种子特异性启动子 pF128(CN101063139B (中国专利200710099169. 7))，种子贮存蛋白质特异的启动子。它们 可单独使用或与其它的植物启动子结合使用。此处引用的所有参考文献均全文引用。合适 的转录终止子包括但不限于：农杆菌胭脂碱合成酶终止子（N0S终止子）、花椰菜花叶病毒 CaMV 35S终止子、tml终止子、豌豆rbcS E9终止子和胭脂氨酸和章鱼氨酸合酶终止子。
[0050] 可用现有的表达载体构建含有所述SiMYB107基因表达盒的重组载体。所述植 物表达载体包括双元农杆菌载体和可用于植物微弹轰击的载体等。如PAHC25、pBin438、 PCAMBIA1302、pCAMBIA2301、pCAMBIA1301、pCAMBIA1300、pBI121、pCAMBIA139卜Xa 或 pCAMBIA1391-Xb(CAMBIA公司）等。所述植物表达载体还可包含外源基因的Y端非翻译 区域，即包含聚腺苷酸信号和任何其它参与mRNA加工或基因表达的DNA片段。所述聚腺苷 酸信号可引导聚腺苷酸加入到mRNA前体的3'端，如农杆菌冠癭瘤诱导（Ti)质粒基因（如 胭脂碱合成酶基因 Nos)、植物基因（如大豆贮存蛋白基因）3'端转录的非翻译区均具有类 似功能。使用本发明的基因构建植物表达载体时，还可使用增强子，包括翻译增强子或转录 增强子，这些增强子区域可以是ATG起始密码子或邻接区域起始密码子等，但必需与编码 序列的阅读框相同，以保证整个序列的正确翻译。所述翻译控制信号和起始密码子的来源 是广泛的，可以是天然的，也可以是合成的。翻译起始区域可以来自转录起始区域或结构基 因。为了便于对转基因植物细胞或植物进行鉴定及筛选，可对所用植物表达载体进行加工， 如加入可在植物中表达的编码可产生颜色变化的酶或发光化合物的基因（GUS基因、萤光 素酶基因等）、抗生素的标记基因（如赋予对卡那霉素和相关抗生素抗性的nptll基因，赋 予对除草剂膦丝菌素抗性的bar基因，赋予对抗生素潮霉素抗性的hph基因，和赋予对氨甲 喋呤抗性的dhfr基因，赋予对草甘磷抗性的EPSPS基因）或是抗化学试剂标记基因等（如 抗除莠剂基因）、提供代谢甘露糖能力的甘露糖-6-磷酸异构酶基因。从转基因植物的安全 性考虑，可不加任何选择性标记基因，直接以逆境筛选转化植株。
[0051] 上述生物材料中，所述载体可为质粒、黏粒、噬菌体或病毒载体。
[0052] 上述生物材料中，所述微生物可为酵母、细菌、藻或真菌，如农杆菌。
[0053] 上述生物材料中，所述转基因植物细胞系、转基因植物组织和转基因植物器官均 不包括繁殖材料。
[0054] 在本发明的一个实施方式中，SiMYB107蛋白的编码基因（即序列表中序列1的核 苷酸）通过含有SiMYB107蛋白的编码基因的表达盒的重组载体SiMYB107-pBI121导入农 杆菌GV3101中。所述重组载体SiMYB107-pBI121为用序列表中序列1所示的DNA分子插 入PBI121载体的两个BamH I酶切位点之间得到的重组载体SiMYB107-pBI121，重组载