一个基因kt572在提高植物耐逆性上的应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及植物耐逆性相关的基因与其应用，特别涉及来源于水稻的与抗逆相关的基因KT572在提高植物耐逆性上的应用。
【背景技术】
[0002]水稻、玉米和小麦是我国重要的粮食作物，三大作物的产量、品质对于我国的粮食生产和粮食安全都至关重要。干旱、盐碱、高温和冻害等非生物逆境会直接影响粮食作物的正常生长和产量。利用现代农业生物技术，如转基因技术培育具有耐逆性和广泛适应性的农作物新品种，可以使农作物在逆境条件下保持稳定高产。随着转基因研究的深入，已经陆续分离克隆了一些与抗逆相关的基因，包括代谢过程中的关键调控基因、渗透调节蛋白、小分子物质，还有参与调控各种逆境应答途径的转录因子等。
[0003]转录因子是调控基因表达的关键基因，对作物的生长发育起着重要的调节作用。多年以来，转录因子的克隆和功能研究一直是科学研究的热点之一，科学家们利用不同的研究路线分离鉴定了大量的转录因子，也从中发现了一些与农艺性状相关的调控因子，为农作物的性状改良提供了重要基因资源。在水稻基因组测序工作完成后，许多数据库对水稻基因组进行了分析。据预测，在籼稻和粳稻中分别包含2，025个和2，384个转录因子，分属于63个转录因子基因家族，如WRKY(111/113，籼稻/粳稻)、bZIP(88/109)、AP2/EREBP(174/182)、AUX/IAA(30/46)、MYB( 136/138)、HB(84/103)等。根据以往的文献报道与数据库的功能注释，这里既包含植物所特有的转录因子家族，如WRKY，也包含与植物生长发育、抗逆性等密切相关的其它一些转录因子家族，如bZIP、AP2/EREBP、MYB等。利用这些数据库，结合基因芯片杂交、EST序列等基因表达信息，从基因组水平预测和分离水稻转录因子全长cDNA，并利用已经建立的高效的水稻转化系统使其在水稻中过量表达，对其进行规模化功能验证，进一步通过研究转基因水稻的表型变化及抗逆性能的改变等推断转录因子的功能;在大量的重复性的植物转化、表型分析、功能鉴定等工作的基础上，寻找在改良农作物中具有实用价值的植物重要调节因子，并应用于作物的性状改良，对有效解决农业生产中的实际问题，具有重要的理论意义和应用价值。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一段与水稻耐逆性相关的核苷酸序列，生物信息学分析显示它属于WRKY转录因子家族，命名为KT572基因，以用于提高植物的耐逆性能。
[0005]发明所提供的与耐逆性相关的KT572基因，来源于稻属水稻(Oryza sativa L.)，编码具有序列表中的SEQ ID NO:1所不氣基酸序列的蛋白质。
[0006]序列表中的SEQ ID NO:1由210个氨基酸残基组成，为蛋白KT572。本发明中KT572的编码基因既可为所述基因的cDNA序列，也可为所述基因的基因组DNA序列，或者是与所述基因具有90%以上同源性且编码相同功能蛋白的DNA序列。具有SEQ ID NO:1所示氨基酸序列的编码基因，可以具有序列表中SEQ ID N0:2的核苷酸序列。
[0007]含有本发明基因的表达载体、转基因细胞系及宿主菌均属于本发明的保护范围。
[0008]扩增KT572任一片段的引物对也在本发明的保护范围之内。
[0009]本发明的另一个目的是提供一种提高植物耐逆性的方法。本发明所提供的提高植物耐逆性的方法，是将编码本发明与耐逆性相关的KT572基因导入植物组织、细胞或器官，使植物耐逆性获得提高。
[0010]在上述提高植物耐逆性的方法中，本发明中水稻与耐逆性相关的KT572基因既可为所述基因的cDNA序列，也可为所述基因的基因组基因序列；与所述基因具有90%以上同源性且编码相同功能蛋白的DNA序列，是将所述基因的cDNA或基因组基因序列用已知的方法进行分离和/或修饰和/或设计得到的。本领域的技术人员应该理解的是，特定基因序列中核苷酸同一性的微小改变可能会导致该基因效能的降低或者加强，而且在一些应用(例如，反义或共抑制技术)中，部分序列经常会和全长序列同样有效地发挥作用。基因序列变化或缩短的方法，以及测试这些发生变化的基因的有效性的方法均是本领域技术人员熟知的。
[0011]本发明水稻与耐逆性相关KT572基因或其同源序列可通过植物表达载体导入植物组织、细胞或器官；用于构建所述植物表达载体的出发载体可为任意一种可用于根瘤农杆菌或发根农杆菌转化植物的双元载体或可用于植物微弹轰击的载体等，如pBin系列载体
19等)、pBI 系列载体(如 pBI 101 等)、Gateway? 系列载体(如 pH2GW7 等)、pCAMBIA 系列载体(如pCAMBIA 3301等)、per8、pX6或其它衍生植物表达载体，所述出发载体还可为可在原核生物中复制的载体，如pENTER_T0P0、pUC系列载体或pBluescript系列载体等。
[0012]使用本发明中水稻与耐逆性相关的KT572基因或其同源序列构建植物表达载体时，在其转录起始核苷酸前可加上任何一种增强型、组成型、组织特异型或诱导型(ABA、干旱、盐碱或化学诱导等)启动子。所述组成性表达启动子可为花椰菜花叶病毒(CAMV)35S启动子，玉米Ubiqui tin启动子或水稻actinl启动子等;所述组织特异性表达启动子可为根特异性表达启动子、叶片特异性表达启动子、维管特异性表达启动子、种子特异性表达启动子、花特异性表达启动子或花粉特异性表达启动子，如2SI启动子(GenBank号:NM_118848.2,G1: 30687489)和 NapinA(GenBank 号:Μ64633.I，G1: 349405)启动子等；所述诱导型启动子可为受低温、干旱、ABA、乙烯、盐碱或化学等诱导的启动子。上述启动子可单独使用或与其它的植物启动子结合使用。此外，使用本发明的基因构建植物表达载体时，还可使用增强子，包括翻译增强子和/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。
[0013]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、GFP基因、萤光素酶基因等)、具有抗性的抗生素标记物(新霉素磷酸转移酶(NPTII)基因、潮霉素磷酸转移酶(Hygromycin phosphotransferase)基因、庆大霉素标记物或卡那霉素标记物等)或是抗化学试剂标记基因(如抗除莠剂基因)等。所述含新霉素磷酸转移酶(NPTII)基因的宿主植物细胞、组织或器官可由卡那霉素或其替代衍生物如G418等进行筛选，含潮霉素磷酸转移酶(Hygromycin phosphotransferase)基因的宿主植物细胞、组织或器官可由潮霉素进行筛选。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。经上述方法进行筛选后还可采用SoutherruPCR或点杂交等分子检测手段对转基因植株进行检测，以确定其是否转化有目的基因。
[0014]其中，本发明以pCAMBIA1300为出发载体，构建的含有本发明水稻与耐逆性相关的KT572基因的植物表达载体命名为pCactF-KT572。携带有本发明水稻与耐逆性相关的KT572基因或其同源序列的植物表达载体可通过使用原生质体-化学介导法(Ca2+、PEG)、Ti质粒、Ri质粒、植物病毒载体、直接DNA转化、花粉管导入、微注射、电激、基因枪、农杆菌介导等常规生物学方法中的任何一种或几种方法的组合转化植物细胞、组织或器官，并将转化的植物细胞、组织或器官培育成植株;所述组织和器官可包括宿主植物的果荚、愈伤组织、茎尖、叶片和种子等。