一种杂交构树转录因子BpSEM及其编码基因与应用制造技术

本发明专利技术公开了一种杂交构树转录因子BpSEM及其编码基因与应用。实验证明，BpSEM定位于细胞核中；BpSEM基因在杂交构树愈伤组织中高表达，表现出其控制细胞胚性的功能；将本发明专利技术的转录因子BpSEM的编码基因在拟南芥中过表达，和野生型拟南芥相比，获得的纯合转基因植物的抗旱性明显提高，说明本发明专利技术提供的转录因子BpSEM及其编码基因可以提高植物的抗逆性。不仅对于鉴定和维持杂交构树及其他植物的干细胞系具有重要的理论和实际意义，而且还可用于农牧业和生态环境治理所需的抗性植物品种的培育与鉴定，在农业和经济能源作物领域具有较高的实际应用价值和广阔的应用前景。

A kind of hybrid paper mulberry BpSEM transcription factor encoding gene and application thereof

The invention discloses a hybrid Broussonetia BpSEM transcription factor encoding gene and application thereof. Experiments show that BpSEM is localized in the nucleus; the high expression of BpSEM gene in hybrid Broussonetia papyrifera callus, embryogenic cells showed its control function; the encoding transcription factor BpSEM gene of the invention in Arabidopsis overexpression, compared with wild type Arabidopsis, drought resistant homozygous transgenic plants was significantly increased, description of the transcription factor BpSEM and its encoding gene of the present invention can improve the resistance of plants. Not only has important theoretical and practical significance for the identification and maintenance of stem cell line hybrid Broussonetia papyrifera and other plants, but also can be used for the cultivation and identification of agriculture and animal husbandry and ecological environment required for the resistant plant varieties, high energy crops in agriculture and economic field practical application value and wide application prospect.

【技术实现步骤摘要】
一种杂交构树转录因子BpSEM及其编码基因与应用
本专利技术属于生物
，具体涉及一种杂交构树转录因子BpSEM及其编码基因与应用。
技术介绍
植物体的任何一个细胞在适宜条件下，都有长成完整个体的潜在能力，这种潜在能力就叫植物细胞的“全能性”。植物干细胞具有两大特性：一是有很强的自我更新能力，能在无限的时间内保持未分化状态和增殖的能力；二是分化的多能性，能够分化出多种多样的植物前体细胞的能力，这些特化的细胞产生新的植物器官，是植物根、茎、叶和花等器官发生的源泉。植物的顶端分生组织和侧生分生组织中存在着由多种基因编码的蛋白组成的信号调节通路，保证分生组织的正常发育，实现干细胞在自我更新和产生分化细胞之间的平衡。转录因子(transcriptionfactor)是指能够与真核基因启动子区域中顺式作用元件发生特异性相互作用，协助RNA聚合酶II与之结合，调节RNA合成速率的蛋白。它们控制真核生物正常发育和生理功能基因的协同表达。植物发育是十分复杂的过程。DNA与蛋白质在这个过程中发挥着主要的作用，通过它们之间的相互作用来实现对基因表达的调控。蛋白质实现了生物的多样性，因此发育调控的复杂性也必定与蛋白质的结构和功能的多样性密不可分。转录调控是真核生物基因表达调控的重要机制。真核生物的生长发育、逆境反应及信号转导都是由于基因调控而有序表达的结果，而基因表达的此种时空特异性，主要是由于转录因子通过与基因启动子和增强子内的DNA顺式元件相互作用来修饰改变靶基因存在的染色质结构，以及通过转录因子之间及其转录产物之间的直接和间接作用来调节靶基因的转录和表达。因此，转录因子在植物逆境信号传递过程中起着中心调节的作用，转录因子也逐渐成为植物抗逆机理研究的核心内容。植物的抗逆性状是多基因控制的数量性状。植物的抗逆性(即植物对干旱、高盐、低温及病虫害的耐受性)不是由一个基因控制的，其性状受许多基因和环境的影响。转录因子可以调控多个与抗逆性状相关的基因的表达，通过增强一些关键调节因子的作用来促进这些抗逆基因发挥相应的作用，使植物的抗逆性得到改善。在提高植物应对逆境胁迫的分子育种中，与导入或改良个别功能基因来提高某种抗性的方法相比，敲除或增强一个关键的转录因子的调控能力，是提高植物抗逆性的有效方法和途径。杂交构树(Broussonetiakazinoki×B.papyrifera)是中国科学院植物研究所利用小构树(B.kazinoki)与构树(B.papyrifera)杂交后经多代选育出的新品种。杂交构树是绿化、用材与饲料兼用的具有突出抗逆性的复合型多功能树种，是集造林、造纸、治沙、饲料、生态保护于一体的速生树种。具有生长速度快、丰产性强、耐砍伐、适应性强和开发利用机制达等特点。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是如何提高植物的抗逆性。为解决上述问题，本专利技术首先提供了一种的转录因子。本专利技术所提供的转录因子，名称为BpSEM，来源于杂交构树(Broussonetiakazinoki×B.papyrifera)，为如下a)或b)或c)的蛋白质：a)氨基酸序列是序列表中序列1所示的蛋白质；b)在序列表中序列1所示的蛋白质的N端和/或C端连接标签得到的融合蛋白质；c)将序列表中序列1所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的具有相同功能的蛋白质。其中序列表中的序列1可由292个氨基酸组成。为了使a)中的蛋白质便于纯化，可在序列表序列1所示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、标签的序列标签残基序列Poly-Arg5-6(通常为5个)RRRRRPoly-His2-10(通常为6个)HHHHHHFLAG8DYKDDDDKStrep-tagII8WSHPQFEKc-myc10EQKLISEEDL上述c)中的蛋白质BpSEM，所述一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加为不超过10个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加。上述c)中的蛋白质BpSEM可人工合成，也可先合成其编码基因，再进行生物表达得到。上述c)中的蛋白质BpSEM的编码基因可通过将序列表序列2的第193-1071位所示的DNA序列中缺失一个或几个氨基酸残基的密码子，和/或进行一个或几个碱基对的错义突变，和/或在其5′端和/或3′端连上表1所示的标签的编码序列得到。与所述BpSEM相关的生物材料也属于本专利技术的保护范围。本专利技术所提供的与所述BpSEM相关的生物材料，可为下述A1)至A20)中的任一种：A1)编码所述BpSEM的核酸分子；A2)含有A1)所述核酸分子的表达盒；A3)含有A1)所述核酸分子的重组载体；A4)含有A2)所述表达盒的重组载体；A5)含有A1)所述核酸分子的重组微生物；A6)含有A2)所述表达盒的重组微生物；A7)含有A3)所述重组载体的重组微生物；A8)含有A4)所述重组载体的重组微生物；A9)含有A1)所述核酸分子的转基因植物细胞系；A10)含有A2)所述表达盒的转基因植物细胞系；A11)含有A3)所述重组载体的转基因植物细胞系；A12)含有A4)所述重组载体的转基因植物细胞系；A13)含有A1)所述核酸分子的转基因植物组织；A14)含有A2)所述表达盒的转基因植物组织；A15)含有A3)所述重组载体的转基因植物组织；A16)含有A4)所述重组载体的转基因植物组织；A17)含有A1)所述核酸分子的转基因植物器官；A18)含有A2)所述表达盒的转基因植物器官；A19)含有A3)所述重组载体的转基因植物器官；A20)含有A4)所述重组载体的转基因植物器官。上文中，所述核酸分子可以是DNA，如cDNA、基因组DNA或重组DNA；所述核酸分子也可以是RNA，如mRNA或hnRNA等。上述与所述BpSEM相关的生物材料中，A1)所述核酸分子可为如下1)或2)或3)所示的基因：1)其编码序列是序列表中序列2的第193-1071位脱氧核糖核苷酸所示的DNA分子；2)与1)限定的核苷酸序列具有75％或75％以上同一性，且编码所述BpSEM的DNA分子；3)在严格条件下与1)或2)限定的核苷酸序列杂交，且编码所述BpSEM的DNA分子。其中，序列表中序列2由1280个核苷酸组成，其编码序列是序列表中序列2的第193-1071位核苷酸，编码序列表中序列1所示的蛋白质。本领域普通技术人员可以很容易地采用已知的方法，例如定向进化和点突变的方法，对本专利技术的编码BpSEM的核苷酸序列进行突变。那些经过人工修饰的，具有与本专利技术分离得到的BpSEM的核苷酸序列75％或者更高同一性的核苷酸，只要编码BpSEM且与植物抗逆性相关，均是衍生于本专利技术的核苷酸序列并且等同于本专利技术的序列。这里使用的术语“同一性”指与天然核酸序列的序列相似性。“同一性”包括与本专利技术的编码序列表的序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质的核苷酸序列具有75％或更高，80％或更高，或85％或更高，或90％或更高，或95％或更高同一性的核苷酸序列。同一性可以用肉眼或计算机软件进行评价。使用计算机软件，两个或多个序列之间的同一性可以用百分比(％)表示，其可以用来评价相关序列之间的同一性。所述表达盒包括启动子、编码所述BpSEM的核酸分子和终止子。所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蛋白质，是如下a)或b)或c)的蛋白质：a)氨基酸序列是序列表中序列1所示的蛋白质；b)在序列表中序列1所示的蛋白质的N端和/或C端连接标签得到的融合蛋白质；c)将序列表中序列1所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的具有相同功能的蛋白质。

【技术特征摘要】
1.一种蛋白质，是如下a)或b)或c)的蛋白质：a)氨基酸序列是序列表中序列1所示的蛋白质；b)在序列表中序列1所示的蛋白质的N端和/或C端连接标签得到的融合蛋白质；c)将序列表中序列1所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的具有相同功能的蛋白质。2.与权利要求1所述的蛋白质相关的生物材料，为下述A1)至A20)中的任一种：A1)编码权利要求1所述的蛋白质的核酸分子；A2)含有A1)所述核酸分子的表达盒；A3)含有A1)所述核酸分子的重组载体；A4)含有A2)所述表达盒的重组载体；A5)含有A1)所述核酸分子的重组微生物；A6)含有A2)所述表达盒的重组微生物；A7)含有A3)所述重组载体的重组微生物；A8)含有A4)所述重组载体的重组微生物；A9)含有A1)所述核酸分子的转基因植物细胞系；A9)含有A2)所述表达盒的转基因植物细胞系；A11)含有A3)所述重组载体的转基因植物细胞系；A12)含有A4)所述重组载体的转基因植物细胞系；A13)含有A1)所述核酸分子的转基因植物组织；A14)含有A2)所述表达盒的转基因植物组织；A15)含有A3)所述重组载体的转基因植物组织；A16)含有A4)所述重组载体的转基因植物组织；A17)含有A1)所述核酸分子的转基因植物器官；A18)含有A2)所述表达盒的转基因植物器官；A19)含有A3)所述重组载体的转基因植物器官；A20)含有A4)所述重组载体的转基因植物器官。3.根据权利要求2所述的相关生物材料，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈世华，彭献军，赵美玲，王俞程，何瑞萍，
申请(专利权)人：中国科学院植物研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11