Myb28蛋白及其編碼基因在調(diào)控植物對(duì)aba耐受性中的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于生物技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種MYB28蛋白及其編碼基因在調(diào)控植物對(duì)ABA 耐受性中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 脫落酸（Abscisic Acid，ABA)是植物體內(nèi)重要的激素之一，早在20世紀(jì)60年代 初被人們發(fā)現(xiàn)，因其具有促進(jìn)植物葉片脫落的功能而得名。植物激素脫落酸（ABA)在植物 生長(zhǎng)發(fā)育的各階段都發(fā)揮重要作用，包括種子休眠、萌發(fā)，幼苗生長(zhǎng)，氣孔運(yùn)動(dòng)，以及營(yíng)養(yǎng)生 長(zhǎng)向生殖生長(zhǎng)轉(zhuǎn)換等過(guò)程。同時(shí)，ABA在植物應(yīng)對(duì)外界各種逆境脅迫響應(yīng)中起著重要作用， 例如干旱、冷、鹽以及機(jī)械傷害等非生物脅迫，以及病蟲(chóng)害等生物脅迫。由于植物在固著生 物，遇到不良環(huán)境不能像動(dòng)物通過(guò)移動(dòng)位置去躲避外界不良環(huán)境以及全球氣候環(huán)境變化等 因素的影響，植物ABA信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路分子機(jī)制的闡明對(duì)調(diào)控植物生長(zhǎng)、提高作物品質(zhì)、改良 遺傳特性、促進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展具有重要的意義。
[0003] 近年來(lái)，植物中ABA受體及其信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)功能組分的篩選與鑒定、ABA生物代謝及轉(zhuǎn) 運(yùn)以及ABA信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路模型的構(gòu)建及與其它植物激素間的交叉對(duì)話等研宄均取得了重 要進(jìn)展，有力推動(dòng)了植物中ABA信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)調(diào)控機(jī)理的闡明。到目前為止，研宄人員分別鑒定 出了三種不同的ABA受體或候選受體：鎂螯合酶H亞基CHLH/ABAR、START超家族中的PYR/ PYL/RCAR受體以及G蛋白偶聯(lián)受體GTG1、GTG2。
[0004] ABAR是第一個(gè)被鑒定出來(lái)的植物ABA受體，擬南芥中ABAR蛋白就是葉綠體中的鎂 螯合酶的H亞基（CHLH)，在其介導(dǎo)的ABA信號(hào)通路中起正調(diào)控作用。目前的研宄表明ABAR 介導(dǎo)的ABA信號(hào)通路是非常復(fù)雜的。通過(guò)酵母雙雜交篩選候選的ABAR互作因子，已經(jīng)獲得 一些重要的ABAR下游調(diào)節(jié)子。這些調(diào)節(jié)子預(yù)示著ABAR介導(dǎo)著多樣化的ABA信號(hào)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。
[0005] MYB類轉(zhuǎn)錄因子家族是指含有MYB結(jié)構(gòu)域的一類轉(zhuǎn)錄因子。MYB結(jié)構(gòu)域通常含有 1-4個(gè)不完全重復(fù)的氨基酸序列（R)，每一個(gè)重復(fù)序列R中大約有52個(gè)氨基酸，形成3個(gè)a 螺旋，每隔約18個(gè)氨基酸規(guī)則間隔的色氨酸（W)殘基，所以每一個(gè)重復(fù)中共有3個(gè)規(guī)則間 隔色氨酸。隨著對(duì)MYB轉(zhuǎn)錄因子家族成員的研宄，越來(lái)越多的MYB轉(zhuǎn)錄因子被人們所認(rèn)知。
[0006] MYB轉(zhuǎn)錄因子在動(dòng)植物中都存在，擬南芥中已鑒定處超過(guò)140個(gè)以上MYB轉(zhuǎn)錄因 子，其中含有兩個(gè)MYB結(jié)構(gòu)域的R2R3-MYB成員最多，MYB轉(zhuǎn)錄因子廣泛參與植物次生代謝 調(diào)控、細(xì)胞形態(tài)發(fā)生、脅迫應(yīng)答、分生組織形成及細(xì)胞周期控制等。擬南芥中已報(bào)道的參與 ABA 信號(hào)通路中的 MYB 轉(zhuǎn)錄因子有：MYB2、MYB13、MYB15、MYB30、MYB33、MYB44、MYB60、MYB96、 MYB101，其中只有MYB30和MYB60是負(fù)調(diào)節(jié)子，其余都是正調(diào)節(jié)子。有關(guān)MYB轉(zhuǎn)錄因子家族 參與ABA信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)調(diào)控還有著很大的研宄空間。
[0007] 隨著ABA信號(hào)傳導(dǎo)研宄的深入及應(yīng)用的拓展，如何利用發(fā)現(xiàn)的正負(fù)調(diào)節(jié)因子改變 植物對(duì)ABA信號(hào)的響應(yīng)水平，控制植物種子的萌發(fā)以及植物生長(zhǎng)以達(dá)到所需要的狀態(tài)，調(diào) 控植物抗逆性，以及利用天然植物激素實(shí)現(xiàn)的選擇性除草等成為研宄前沿。
[0008] 另外，植物對(duì)ABA信號(hào)的響應(yīng)水平還與種子胎萌相關(guān)。種子胎萌是是指種子收獲 前早萌現(xiàn)象，泛指種子收獲前在田間母體植株上發(fā)芽的現(xiàn)象。水稻、小麥、油菜、玉米等禾本 科植物，收獲時(shí)如遇雨和高溫，種子收獲前在田間母體植株上會(huì)出現(xiàn)提前發(fā)芽的胎萌現(xiàn)象， 胎萌消耗其部分營(yíng)養(yǎng)和貯藏物質(zhì)，致使種子食用品質(zhì)、貯藏品質(zhì)下降，嚴(yán)重劣化了種子的品 質(zhì)、種用價(jià)值和耐貯性，將給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成較大的損失。種子的胎萌現(xiàn)象取決于種子的休眠 特性，而ABA是種子休眠的主導(dǎo)因素，對(duì)ABA反應(yīng)不敏感可導(dǎo)致種子胎萌的發(fā)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的是提供一種MYB28蛋白及其編碼基因在調(diào)控植物對(duì)ABA耐受性中的 應(yīng)用。
[0010] 本發(fā)明所提供的應(yīng)用，具體為如下A或B :
[0011] A :由序列表中序列3所示的氨基酸序列組成的蛋白質(zhì)（MYB28蛋白）在如下 al)_a4)任一中的應(yīng)用：
[0012] al)調(diào)控植物對(duì)ABA耐受性；
[0013] a2)選育對(duì)ABA耐受性降低或提尚的植物品種；
[0014] a3)調(diào)控植物的胎萌抗性；
[0015] a4)選育胎萌抗性提高或降低的植物品種。
[0016] B :由序列表中序列3所不的氣基酸序列組成的蛋白質(zhì)（MYB28蛋白）的編碼基因 在如下al)_a4)任一中的應(yīng)用：
[0017] al)調(diào)控植物對(duì)ABA耐受性；
[0018] a2)選育對(duì)ABA耐受性降低或提尚的植物品種；
[0019] a3)調(diào)控植物的胎萌抗性；
[0020] a4)選育胎萌抗性提高或降低的植物品種。
[0021] 在本發(fā)明中，以上al)中的所述調(diào)控植物對(duì)ABA耐受性均體現(xiàn)為：MYB28蛋白的表 達(dá)量越高，則所述植物對(duì)ABA的耐受性越弱；MYB28蛋白的表達(dá)量越低，則所述植物對(duì)ABA 的耐受性越強(qiáng)。以上a3)中的所述調(diào)控植物的胎萌抗性均體現(xiàn)為：MYB28蛋白的表達(dá)量越 高，則所述植物的胎萌抗性越強(qiáng)；MYB28蛋白的表達(dá)量越低，則所述植物的胎萌抗性越弱。
[0022] 在本發(fā)明中，以上所有a2)中的所述選育對(duì)ABA耐受性降低的植物品種的方法，以 及所有a4)中的所述選育胎萌抗性提高的植物品種的方法，均具體可包括將所述MYB28蛋 白表達(dá)量較高的植株作為親本進(jìn)行雜交的步驟。以上所有a2)中的所述選育對(duì)ABA耐受性 提高的植物品種的方法，以及所有a4)中的所述選育胎萌抗性降低的植物品種的方法，均 具體可包括將所述MYB28蛋白表達(dá)量較低的植株作為親本進(jìn)行雜交的步驟。
[0023] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種培育轉(zhuǎn)基因植物的方法。
[0024] 本發(fā)明所提供的培育轉(zhuǎn)基因植物的方法，可為如下（A)-(D)中任一種：
[0025] (A)培育對(duì)ABA耐受性降低的轉(zhuǎn)基因植物的方法，包括如下步驟：向受體植物中導(dǎo) 入由序列表中序列3所示的氨基酸序列組成的蛋白質(zhì)的編碼基因，得到轉(zhuǎn)基因植物；所述 轉(zhuǎn)基因植物與所述受體植物相比對(duì)ABA的耐受性降低；
[0026] (B)培育對(duì)ABA耐受性提高的轉(zhuǎn)基因植物的方法，包括如下步驟：在受體植物中對(duì) 由序列表中序列3所示的氨基酸序列組成的蛋白質(zhì)的編碼基因進(jìn)行抑制表達(dá)，得到轉(zhuǎn)基因 植物；所述轉(zhuǎn)基因植物與所述受體植物相比對(duì)ABA的耐受性提高；
[0027] (C)培育胎萌抗性提高的轉(zhuǎn)基因植物的方法，包括如下步驟：向受體植物中導(dǎo)入 由序列表中序列3所示的氨基酸序列組成的蛋白質(zhì)的編碼基因，得到轉(zhuǎn)基因植物；所述轉(zhuǎn) 基因植物與所述受體植物相比胎萌抗性提高；
[0028] (D)培育胎萌抗性降低的轉(zhuǎn)基因植物的方法，包括如下步驟：在受體植物中對(duì)由 序列表中序列3所示的氨基酸序列組成的蛋白質(zhì)的編碼基因進(jìn)行抑制表達(dá)，得到轉(zhuǎn)基因植 物；所述轉(zhuǎn)基因植物與所述受體植物相比胎萌抗性降低。
[0029] 在上述應(yīng)用或方法中，所述由序列表中序列3所示的氨基酸序列組成的蛋白質(zhì)的 編碼基因（即MYB28基因）是如下1)至5)中任一所述的DNA分子：
[0030] 1)編碼序列為序列表中序列2自5'末端第3至1103位核苷酸所示的DNA分子；
[0031] 2)序列表中序列2所示的DNA分子；
[0032] 3)序列表中序列1所示的DNA分子；
[0033] 4)在嚴(yán)格條件下與1)-3)任一所限定的DNA分子雜交且編碼由序列表中序列3所 示的氨基酸序列組成的蛋白質(zhì)的DNA分子；
[0034] 5)與1)-4)任一限定的DNA分子具有90%以上同源性且編碼由序列表中序列3 所示的氨基酸序列組成的蛋白質(zhì)的DNA分子。
[0035] 上述嚴(yán)格條件可為用6XSSC，0. 5% SDS的溶液，在65°C下雜交，然后用2XSSC， 0? 1 % SDS 和 1 X SSC，0? 1 % SDS 各洗膜一次。
[0036] 其中，序列1由1647個(gè)核苷酸組成，為所述MYB28基因在擬南芥基因組中序列， 其中第136-215位、第346-485位均為內(nèi)含子序列；序列2由1427個(gè)核苷酸組成，為所述 MYB28基因的cDNA序列，其中第3-1103位為編碼序列（ORF);序列1和序列2均編碼序列 表中序列3所示的蛋白質(zhì)，序列3由366個(gè)氨基酸殘基組成。
[0037] 在所述（A)和所述（C)的方法中，所述由序列表中序列3所示的氨基酸序列組成 的蛋白質(zhì)的編碼基因均是通過(guò)含有所述蛋白質(zhì)的編碼基因的重組表達(dá)載體導(dǎo)入所述受體 植物中的。
[0038] 所述重組表達(dá)載體可用現(xiàn)有的植物表達(dá)載體構(gòu)建。所述植物表達(dá)載體包括 雙元農(nóng)桿菌載體和可用于植物微彈轟擊的載體等，如pCAMBIA-1300-221、pGreen0029、 pCAMBIA3301、pCAMBIA1300、pBI121、pBinl9、pCAMBIA2301、pCAMBIA1301-UbiN 或其它衍生 植物表達(dá)載體。所述植物表達(dá)載體還可包含外源基因的3'端非翻譯區(qū)域，即包含聚腺苷酸 信號(hào)和任何其它參與mRNA加工或基因表達(dá)的DNA片段。所述聚腺苷酸信號(hào)可引導(dǎo)聚腺苷酸 加入到mRNA前體的3'端。使用所述基因構(gòu)建重組表達(dá)載體時(shí)，在其轉(zhuǎn)錄起始核苷酸前可加 上任何一種增強(qiáng)型、組成型、組織特異型或誘導(dǎo)型啟動(dòng)子，例如花椰菜