专利名称：一种转录因子MxIRO2及其编码基因与应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种与植物耐缺铁相关的蛋白及其编码基因与应用，特别涉及小金海棠(Malus xiaojinensis)MxIR02蛋白及编码基因与应用。
背景技术：
铁元素是作物生长必需的营养元素之一。作物缺铁会引起叶片黄化、早衰等现象， 严重缺铁会造成作物产量与品质下降，严重影响农业生产。农业缺铁是一个世界性的问题， 世界各国都有大量有关植物缺铁的报道。IR02是一个与植物缺铁相关的bHLH转录因子，最先在机理II植物水稻中被克隆到，0sIR02在水稻缺铁根部和幼叶部分被诱导表达(Ogo et al.，Isolation and characterization of IR02, a novel iron-regulated bHLH transcription factor in graminaceous plants, Journal of Experimental Botany,2006,57(11)。随后，与0sIR02同源的基因HvIR02在大麦中被发现，而且HvIR02与0sIR02的氨基酸序列有 64%的相似性。许多禾本科植物缺铁诱导表达基因的上游都存在0sIR02结合序列，因此， 0sIR02是一个重要的调控因子。在小麦，高粱，玉米等一些禾本科植物中也发现与0sIR02 开放阅读框同源的氨基酸序列，这些螺旋-环-螺旋的蛋白虽然没有bHLH的保守结构域， 但它们彼此具有高度同源性。研究表明，在拟南芥中发现的两个bHLH转录因子AtbHLH38 和AtbHLH39与水稻中0sIR02属于同一个bHLH转录因子成员，而这些tbHLH成员与LeFER， AtFITl，FRU及AtbHLffi9转录因子则属于不同的bHLH家族成员，在AtbHLH38，AtbHLH39和水稻中0sIR02蛋白的bHLH结构域中含有组氨酸，谷氨酸和精氨酸残基，这表明IR02可以和 G-box (-CACGTG)结合，而 LeFER，AtFITl，FRU, AtbHLH29 则可以和 E_box (-CANNTG-)结合 (Li, X. , Duan, X. , Jiang, H. et al. , Genome-wide analysis of basic/helix-loop-helix transcription factor family in rice and Arabidopsis, Plant Physiol,2006,141 1167-1184)。实验也证明，与 0sIR02 结合的 DNA 区域 5' -CACGTGG-3‘也含有 G_box(0go et al.，2006)，通过与DNA结合来调控下游基因的表达从而使植物能够适应缺铁胁迫的环
^Ml O因此，通过对上游调控因子的研究可以进一步理解植物抗缺铁胁迫的分子机制。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种植物耐缺铁相关的蛋白及其编码基因与应用。本发明所提供的植物耐缺铁相关的蛋白，名称为MxIR02，来源于苹果属小金海棠， 是如下(a)或(b)的蛋白质(a)由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(b)将序列表中序列1的氨基酸残基序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/ 或缺失和/或添加且与植物耐缺铁相关的由(a)衍生的蛋白质。上述蛋白的编码基因为如下1)-3)中任一所述的基因
1)序列表中序列2所示的DNA分子；2)在严格条件下与1)所示的DNA分子杂交且编码所述蛋白的DNA分子；3)与1)或2)的基因具有90%以上的同源性且编码所述蛋白的DNA分子。含有上述任一所述编码基因的表达盒、重组表达载体、转基因细胞系或重组菌也属于本发明的保护范围。所述重组表达载体是在pET_30a载体的多克隆位点间插入权利要求2或3所述的编码基因得到的重组表达载体。扩增上述任一所述编码基因全长或其任一片段的引物对也属于本发明的保护范围。所述引物对中，一条引物序列如序列表中序列3所示，另一条引物序列如序列表中序列4所示。上述蛋白在作为转录因子中的应用也属于本发明的保护范围。上述蛋白在调节植物的耐缺铁性中的应用也属于本发明的保护范围。上述应用中，所述植物为小金海棠。其中，序列表中的序列1由253个氨基酸残基组成。为了使(a)中的MxIR02便于纯化，可在由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成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。表1.标签的序列
权利要求
1.一种蛋白，是如下(a)或(b)的蛋白质(a)由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(b)将序列表中序列1的氨基酸残基序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物耐缺铁相关的由(a)衍生的蛋白质。
2.权利要求1所述蛋白的编码基因。
3.根据权利要求2所述的编码基因，其特征在于所述编码基因为如下1)-3)中任一所述的基因1)序列表中序列2所示的DNA分子；2)在严格条件下与1)所示的DNA分子杂交且编码所述蛋白的DNA分子；3)与1)或2)的基因具有90%以上的同源性且编码所述蛋白的DNA分子。
4.含有权利要求2或3所述编码基因的表达盒、重组表达载体、转基因细胞系或重组菌。
5.根据权利要求4所述的重组表达载体，其特征在于所述重组表达载体是在pET-30a载体的多克隆位点间插入权利要求2或3所述的编码基因得到的重组表达载体。
6.扩增权利要求2或3所述编码基因全长或其任一片段的引物对，所述引物对中，一条引物序列如序列表中序列3所示，另一条引物序列如序列表中序列4所示。
7.权利要求1所述蛋白在作为转录因子中的应用。
8.权利要求1所述蛋白在调节植物的耐缺铁性中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于所述植物为小金海棠。
全文摘要
本发明公开了一种转录因子MxIRO2及其编码基因与应用。本发明所提供的蛋白是如下(a)或(b)的蛋白质(a)由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(b)将序列表中序列1的氨基酸残基序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物耐缺铁相关的由(a)衍生的蛋白质。本发明为进一步研究小金海棠的耐缺铁性提供了很好的理论依据。
文档编号C12N5/10GK102558326SQ20121002969
公开日2012年7月11日 申请日期2012年2月10日 优先权日2012年2月10日
发明者吴婷, 张新忠, 殷丽丽, 王忆, 许雪峰, 陈 峰, 韩振海 申请人:中国农业大学