本发明专利技术公开了一种ZTL蛋白及其编码基因在调控植物抗旱性中的应用。本发明专利技术所提供的应用为由序列3所示蛋白质在如下任一中的应用：a1)调控植物抗旱性；a2)选育抗旱性降低或提高的植物品种。ZTL基因突变株，相比野生型对照植株，对干旱逆境胁迫的耐受性显著提高。本发明专利技术对植物抗干旱分子机制的研究具有重要意义，在提高作物对自然气候灾害和不良土壤环境的抗逆性和耐受性，及作物抗干旱品种的选育等方面具有广阔的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物
，涉及一种ZTL蛋白及其编码基因在调控植物抗旱性中的应用。
技术介绍
陆生植物在整个生长发育阶段都有可能受到外界多种逆境胁迫的影响，其中干早、盐碱、低温等非生物胁迫是强烈制约植物生长和作物产量的重要因素。由于植物是固着生物，面对不良环境时不能像动物通过移动位置来躲避不良环境，所以植物为生存进化出一系列抵抗逆境胁迫的策略。有关植物抗逆性的研究一直是植物学领域的研究的热点。传统的育种技术培育和改良耐胁迫性状难度相对较大，不能很好的得到更多优良的抗旱品种。而随着分子生物学技术的发展，以及对植物抗逆分子机制的深入研究，分子水平抗逆基因工程取得重大进展。采用转基因等基因工程手段向植物导入抗逆性外源基因已成为改良植物抗逆性的新途径之一。研究植物抗逆分子调控网络以及培养出更多优良抗旱品种具有非常广阔的前景和十分重要的意义。植物对逆境的适应过程涉及到多种信号传导途径，植物激素可能作为启动抗逆基因表达的关键激素。脱落酸(abscisic acid，ABA)作为最重要的植物激素之一，广泛的参与调控植物生长发育的各个阶段，包括种子萌发，幼苗生长，气孔运动，以及由营养生长向生殖生长转换等多个方面。同时，ABA在植物抵抗外界各种逆境胁迫过程中起着重要作用，尤其是在盐、干旱、低温以及渗透胁迫等过程中。植物响应ABA的过程非常复杂，随着科学研究的发展，更多参与ABA信号通路基因被大量发现，一个崭新的ABA信号网络逐步呈现在人们面前。光是影响植物生长发育最重要的环境因子之一，主要是通过光强、光量、光质、光向和光周期来影响植物的生长发育过程。光信号通过光受体进入生物钟，使中央振荡器产生振荡，从而改变生物钟的输出信号，引起植物各种生理生化反应。光调控植物从种子萌发到开花过程的每个阶段。生物钟(circadian clock)是指生物体存在的昼夜节律的调控机制，它使生物的基因表达、生理生化行为及新陈代谢表现出以近似24h为周期的昼夜节律性，这个昼夜调控机制在大多数生物体中都存在，最早由法国天文学家Mairan观察到植物的“睡眠运动”，通过简单的实验，认为这种运动受植物内源性控制。植物生物钟研究，尤其是在拟南芥中关于生物钟分子机制的研究已取得了很大的进展。为了便于对生物钟的理解，高等植物体内生物钟被人为简单地化分为3个功能组分：(1)输入途径(input pathway)根据外界的光照、温度、水分等环境信号通过光受体或信号分子向中央振荡器初步传输的过程；(2)中央振荡器(central oscillator)，控制并产生近似24小时的昼夜节律振荡(3)输出途径(output pathway)，产生与昼夜节律一致的振荡，这3个组分相互联系相互影响，并在各组分之间存在着重叠，其中中央振荡器是生物钟的核心部分。目前为止共发现3类蓝光受体，它们分别是：隐花色素(CRY1，CRY2，CRY3)，趋光色素(phot1、phot2)及含LOV/F-box/Kelch结构蓝光受体(ZTL，FKF，LKP2)。这8个蓝光受体，是光信号的一个输入因子，通过它们共同感受外界环境中光的变化，从而调节植物自身生理发育过程。ZTL、FKF和LKP2它们介导一些关于生物钟或者开花相关的基因的表达或蛋白的降解。作为光受体FKF1是目前研究的相对较为透切。fkf1突变体在长日条件下是晚花，在蓝光及红光下较之野生型其下胚轴变短。FKF1的mRNA是生物钟调控的，但是其本身没有任何生物钟的功能，这也许是因为它是生物钟输出基因。研究发现FKF1调控CO的表达，其中蓝光起着增强性的作用。CDF1是CO转录的抑制子，FKF1作为CDF1的E3在蓝光下特异地结合，并泛素化CDF1，使其被26S蛋白酶体降解。ZTL作为TOC1与PRR5(PSEUDORESPONSE REGULATOR 5)的E3促进它们通过26S蛋白酶体降解。ZTL、FKF1都是蓝光依赖地与GI(GIGATEA)相互作用，进而使得两个蛋白在蓝光下变的更稳定。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种ZTL蛋白及其编码基因在调控植物抗旱性中的应用。本专利技术所提供的应用，具体为如下A或B：A：由序列表中序列3所示的氨基酸序列组成的蛋白质(ZTL蛋白)在如下a1)-a2)任一中的应用：a1)调控植物抗旱性；a2)选育抗旱性降低或提高的植物品种。B：由序列表中序列3所示的氨基酸序列组成的蛋白质(ZTL蛋白)的编码基因在如下a1)-a2)任一中的应用：a1)调控植物抗旱性；a2)选育抗旱性降低或提高的植物品种。在本专利技术中，以上a1)中的所述调控植物抗旱性均体现为：ZTL蛋白的表达量越高，则所述植物的抗旱性越弱；ZTL蛋白的表达量越低，则所述植物的抗旱性越强。在本专利技术中，以上所有a2)中的所述选育抗旱性降低的植物品种的方法，均具体可包括将所述ZTL蛋白表达量较高的植株作为亲本进行杂交的步骤；所述选育抗旱性提高的植物品种的方法，均具体可包括将所述ZTL蛋白表达量较低的植株作为亲本进行杂交的步骤。其中，所述ZTL蛋白的表达量为具有正常功能的未突变的ZTL蛋白的表达量。本专利技术的另一个目的是提供一种培育转基因植物的方法。本专利技术所提供的培育转基因植物的方法为如下(A)或(B)：(A)培育抗旱性降低的转基因植物的方法，具体可包括如下步骤：向受体植物中导入由序列表中序列3所示的氨基酸序列组成的蛋白质的编码基因，得到转基因植物；所述转基因植物与所述受体植物相比抗旱性降低。(B)培育抗旱性提高的转基因植物的方法，具体可包括如下步骤：在受体植物中对由序列表中序列3所示的氨基酸序列组成的蛋白质的编码基因进行抑制表达，得到转基因植物；所述转基因植物与所述受体植物相比抗旱性提高。在上述应用或方法中，所述由序列表中序列3所示的氨基酸序列组成的蛋白质的编码基因(即ZTL基因)是如下1)至5)中任一所述的DNA分子：1)编码序列为序列表中序列2自5’末端第171至2000位核苷酸所示的DNA分子；2)序列表中序列2所示的DNA分子；3)序列表中序列1所示的DNA分子；4)在严格条件下与1)-3)任一所限定的DNA分子杂交且编码由序列表中序列3所示的氨基酸序列组成的蛋白质的DNA分子；5)与1)-4)任一限定的DNA分子具有90％以上同源性且编码由序列表中序列3所示的氨基酸序列组成的蛋白质的DNA分子。上述严格条件可为用6×SSC，0.5％SDS的溶液，在65℃下杂交，然后本文档来自技高网...
【技术保护点】
由序列表中序列3所示的氨基酸序列组成的蛋白质在如下a1)‑a2)任一中的应用：a1)调控植物抗旱性；a2)选育抗旱性降低或提高的植物品种。
【技术特征摘要】
1.由序列表中序列3所示的氨基酸序列组成的蛋白质在如下a1)-a2)任一中的
应用：
a1)调控植物抗旱性；
a2)选育抗旱性降低或提高的植物品种。
2.由序列表中序列3所示的氨基酸序列组成的蛋白质的编码基因在如下a1)-a2)
任一中的应用：
a1)调控植物抗旱性；
a2)选育抗旱性降低或提高的植物品种。
3.培育转基因植物的方法，为如下(A)或(B)：
(A)培育抗旱性降低的转基因植物的方法，包括如下步骤：向受体植物中导入
由序列表中序列3所示的氨基酸序列组成的蛋白质的编码基因，得到转基因植物；所
述转基因植物与所述受体植物相比抗旱性降低；
(B)培育抗旱性提高的转基因植物的方法，包括如下步骤：在受体植物中对由
序列表中序列3所示的氨基酸序列组成的蛋白质的编码基因进行抑制表达，得到转基
因植物；所述转基因植物与所述受体植物相比抗旱性提高。
4.根据权利要求1或2所述的应用，或权利要求3所述的方法，其特征在于：
所述由序列表中序列3所示的氨基酸序列组成的蛋白质的编...
【专利技术属性】
技术研发人员：张大鹏，于泳涛，塞尔希·波尔托莱斯·科梅拉斯，王小芳，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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