棉花GhWRKY51转录因子及其编码基因与应用
【技术领域】
[0001] 本发明设及棉花WRKY转录因子及其应用技术领域，具体是一种棉花GhWRKY51转 录因子及其编码基因与应用。
【背景技术】
[0002] 棉花是重要的经济作物，其纤维是世界上纺织工业的重要原料。同时棉花还是油 料、饲料和其他工业原料的重要来源之一。然而棉花的产量和品质经常受到虫害、病害和各 种逆境的影响。为了保证粮食安全，棉花的种植面积和种植地都要发生变化。尤其在不利于 种植粮食作物的盐碱地和干旱地种植棉花成为棉花研究的一个方向。为了解决该个问题必 须加强棉花抗逆育种研究。通过挖掘一系列抗逆相关基因，利用基因工程技术创制抗逆棉 花新材料，可加速培育适应性强和产量高的棉花新品种进程。对于抗逆棉花品种培育的研 究最大的难点是抗逆资源的培育，然而常规育种的方法很难有效地获得该些抗逆资源。随 着人口不断的增长、环境污染、不合理的灌概，过量施用化肥等因素，±壤盐碱化愈发严重， 农业生产与可利用耕地间的矛盾日益加剧。因此，提高棉花的抗逆性特别是棉花的耐盐能 力对于扩大棉花的种植范围、开发盐碱±地具有十分重要的意义。
[0003] 转录因子（transcription factor)是指能够与真核基因的顺式作用元件发生特 异性相互作用并对转录有激活或抑制作用的DNA结合蛋白，转录因子调控复杂的蛋白间的 互作网络。现有的转录因子主要包括：MYB、WRKY、bZIP、AP2/EREBP，它们广泛参与植物抗 旱、耐盐等非生物逆境的调控。WRKY转录因子是近年来发现的一类在植物中广泛存在的重 要转录因子超家族。WRKY蛋白通过特异性识别下游目的基因启动子区的W-box，从而参与 植物的生长发育及抗逆反应过程。大量研究表明WRKY转录因子在响应植物的生物胁迫反 应过程中发挥重要作用。近年来有关WRKY转录因子参与植物生物胁迫的研究逐渐被报道， 但关于棉花WRKY参与非生物胁迫的研究不多。
[0004] 除了在植物抗逆性的信号转导方面起着十分重要作用外，WRKY转录因子家族还 参与调控植物生长发育和物质代谢等生理过程，包括种子形成、种子休眠和萌发、果实的成 熟、根毛发育、叶片的衰老、胚胎形成等。WRKY转录因子的部分成员也参与了植物衰老过程 并且发挥了重要的作用。
【发明内容】
[0005] 本发明旨在提供一种棉花GhWRKY51转录因子，是如（a)或化）所示的蛋白；
[000引 （a) SEQ ID NO. 2所示的蛋白质；
[0007]化）将SEQ ID NO. 2所示的蛋白质通过一个或多个氨基酸的替换、缺失或/和插入 而衍生得到的仍具有GhWRKY51转录因子功能或活性的蛋白变体。
[000引本发明的目的之二是提供一种棉花GhWRKY51转录因子编码基因，是如SEQ ID NO. 1所不的碱基序列；或在SEQ ID NO. 1所不的碱基序列基础上进行一个或多个碱基的替 换、缺失或/和插入的碱基序列变体，且该碱基序列变体所编码的蛋白仍具有GhWRKY51转 录因子的功能或活性。
[0009] SEQ ID NO. 1所示的碱基序列或者在严格条件下与其杂交且编码得到的仍具有 GhWRKY51转录因子功能或活性的DNA分子也属于本发明的保护范围。所述SEQ ID NO. 1 所示的碱基序列是通过抗盐S甜文库中获得EST序列后，使用RACE技术从棉花叶片中克隆 的。
[0010] 本发明的目的之S是提供棉花GhWRKY51转录因子编码基因在提高植物对逆境胁 迫抗性中的应用。
[0011] SEQ ID NO. 1是一种从棉花叶片中克隆出的棉花转录因子编码基因，命名为 GhWRKY51，开放阅读框54化P，编码由181个氨基酸组成的蛋白质，如SEQ ID NO. 2所示。该 转录因子启动特定基因的转录表达，引起植物生理生化的改变，从而保护植物的生长发育， 增加植物对逆境胁迫抗性。
[0012] 为了使上述（a)所示的蛋白便于纯化，可在由SEQ ID NO. 2所示氨基酸序列组成 的蛋白质的氨基末端或駿基末端连接上如表1所示的标签。
[001引表1标签的序列[0014]
【主权项】
1. 棉花fiWRKY51转录因子，其特征在于，是如（a)或（b)所示的蛋白： (a) SEQIDNO. 2所示的蛋白质； (b) 将SEQIDNO. 2所示的蛋白质通过一个或多个氨基酸的替换、缺失或/和插入而衍 生得到的仍具有必WRKY51转录因子功能或活性的蛋白变体。
2. 棉花必WRKY51转录因子编码基因，其特征在于，是如SEQIDNO. 1所示的碱基序列； 或在SEQIDNO. 1所示的碱基序列基础上进行一个或多个碱基的替换、缺失或/和插入的 碱基序列变体，且该碱基序列变体所编码的蛋白仍具有fiWRKY51转录因子的功能或活性。
3. 权利要求2所述编码基因在提高植物对逆境胁迫抗性中的应用。
4. 含有权利要求2所述编码基因的重组载体或重组菌或转基因细胞系。
5. 根据权利要求4所述的重组载体，其特征在于，所述重组载体是在pPZPlll的多克隆 位点插入权利要求2所述的编码基因得到的重组载体。
6. -种培育耐逆境胁迫的转基因植物的方法，其特征在于，将权利要求5得到的重组 载体导入到植物中，培育筛选得到对逆境胁迫抗性提高的转基因植物。
7. 根据权利要求6所述的培育耐逆境胁迫的转基因植物的方法，其特征在于，所述的 植物为双子叶植物和单子叶植物。
8. 根据权利要求7所述的培育耐逆境胁迫的转基因植物的方法，其特征在于，所述的 植物为烟草、棉花和玉米。
9. 根据权利要求6所述的培育耐逆境胁迫的转基因植物的方法，其特征在于，所述逆 境胁迫包括高盐或干旱。
【专利摘要】本发明涉及棉花WRKY转录因子及其应用技术领域，具体是一种棉花GhWRKY51转录因子及其编码基因与应用。棉花GhWRKY51转录因子，是如（a）或（b）所示的蛋白：（a）SEQ ID NO.2所示的蛋白质；（b）将SEQ ID NO.2所示的蛋白质通过一个或多个氨基酸的替换、缺失或/和插入而衍生得到的仍具有GhWRKY51转录因子功能或活性的蛋白变体。本发明GhWRKY51在施用JA、ABA、GA 中表达表现为显著上调，施用SA是表达变化不大，利用干旱和NaCl处理时发现GhWRKY51基因表达均显著上调。过量表达的转基因烟草能够产生高的抗逆性。
【IPC分类】C12N15-82, A01H5-00, C07K14-415, C12N15-29
【公开号】CN104725495
【申请号】CN201510151382
【发明人】张安红, 罗晓丽, 肖娟丽, 王志安
【申请人】山西省农业科学院棉花研究所
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年4月1日