来源于绿豆的抗旱相关蛋白VrERF1及其编码基因和应用制造技术

本发明专利技术公开了一种来源于绿豆的抗旱相关蛋白VrERF1及其编码基因和应用。本发明专利技术提供的VrERF1蛋白，是如下(a)或(b)：(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1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/或添加且与植物抗旱性相关的由序列1衍生的蛋白质。编码VrERF1蛋白的基因(命名为VrERF1基因)也属于本发明专利技术的保护范围。本发明专利技术还保护一种培育转基因植物的方法，是将VrERF1基因导入目的植物中，得到抗旱性高于目的植物的转基因植物。本发明专利技术首次发现了来源于绿豆的抗旱相关蛋白及其编码基因，将VrERF1基因进行过表达，可以显著提高植物的抗旱性。本发明专利技术对于抗旱植物育种具有重要的应用价值。

Drought resistant related protein VrERF1 derived from mung bean and its coding gene and Application

The invention discloses a drought resistant related protein VrERF1 derived from mung bean and a coding gene thereof and an application thereof. The invention provides a VrERF1 protein, is as follows (a) or (b): (a) composed of amino acid sequence in the sequence table 1 shows the protein; (b) the 1 amino acid sequence sequence by one or several amino acid substitution and deletion and / or addition and plant drought resistance related protein derived by sequence 1. The gene encoding the VrERF1 protein (named VrERF1) also belongs to the scope of protection of the present invention. The invention also protects a method for cultivating transgenic plants by introducing VrERF1 gene into the target plant and obtaining transgenic plants whose drought resistance is higher than that of the target plant. The present invention first finds drought resistant related protein and its coding gene derived from mung bean, and the overexpression of the VrERF1 gene can significantly improve the drought resistance of the plant. The invention has important application value for drought resistant plant breeding.

【技术实现步骤摘要】
来源于绿豆的抗旱相关蛋白VrERF1及其编码基因和应用
本专利技术属于基因工程领域，具体涉及一种来源于绿豆的抗旱相关蛋白VrERF1及其编码基因和应用。
技术介绍
绿豆是最主要的食用豆类栽培种之一。与一些禾本科作物(如玉米和小麦)相比，绿豆对水分亏缺的耐受性较强，在干旱缺水条件下表现出更高的存活率。基于这种特性，绿豆多被种植于干旱、半干旱的内陆及丘陵地区。然而，这些地区由于缺乏良好的灌溉条件，干旱常常引起绿豆产量下降和品质降低，导致其经济效益低下。如2009年我国绿豆主产区内蒙古和吉林因干旱导致绿豆减产40％以上。因此，迫切需要我们挖掘绿豆抗旱相关基因，提升绿豆抗旱育种水平。到目前为止，绿豆中还没有与抗旱性相关基因被筛选和鉴定出来。因此，从绿豆中筛选、鉴定并克隆与抗旱性相关的基因具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种来源于绿豆的抗旱相关蛋白VrERF1及其编码基因和应用。本专利技术提供的蛋白质，获自绿豆，命名为VrERF1蛋白，是如下(a)或(b)：(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1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/或添加且与植物抗旱性相关的由序列1衍生的蛋白质。为了使(b)中的蛋白质便于纯化和检测，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(b)中的蛋白质可人工合成，也可先合成其编码基因，再进行生物表达得到。上述(b)中的蛋白质的编码基因可通过将序列表中序列2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。编码VrERF1蛋白的基因(命名为VrERF1基因)也属于本专利技术的保护范围。所述基因具体为如下1)或2)或3)的DNA分子：1)编码区如序列表中序列2所示的DNA分子；2)在严格条件下与1)限定的DNA序列杂交且编码植物抗旱性相关蛋白的DNA分子；3)与1)或2)限定的DNA序列具有90％以上同源性且编码植物抗旱性相关蛋白的DNA分子。上述严格条件可为用0.1×SSPE(或0.1×SSC)，0.1％SDS的溶液，在DNA或者RNA杂交实验中65℃下杂交并洗膜。含有VrERF1基因的重组表达载体、表达盒、转基因细胞系、转基因植物组织或重组菌均属于本专利技术的保护范围。可用现有的表达载体构建含有VrERF1基因的重组表达载体。所述表达载体包括双元农杆菌载体和可用于微弹轰击的载体等。使用VrERF1基因构建重组表达载体时，可在其转录起始核苷酸前加上任何一种增强型、组成型、组织特异型或诱导型启动子，它们可单独使用或与其它的植物启动子结合使用；此外，使用VrERF1基因构建重组表达载体时，还可使用增强子，包括翻译增强子或转录增强子，这些增强子区域可以是ATG起始密码子或邻接区域起始密码子等，但必需与编码序列的阅读框相同，以保证整个序列的正确翻译。所述翻译控制信号和起始密码子的来源是广泛的，可以是天然的，也可以是合成的。翻译起始区域可以来自转录起始区域或结构基因。为了便于对转基因植物或转基因微生物进行鉴定及筛选，可对所用表达载体进行加工，如加入在植物或微生物中表达可产生颜色变化的酶或发光化合物的基因、具有抗性的抗生素标记物或是抗化学试剂标记基因等。从转基因安全性考虑，可不加任何选择性标记基因，直接以表型筛选转化植物或微生物。所述重组表达载体具体可为重组质粒pCAMBIA3301-VrERF1。重组质粒pCAMBIA3301-VrERF1为将pCAMBIA3301载体中序列表的序列3所示的DNA分子取代为了序列表的序列4所示的DNA分子得到的重组质粒。本专利技术还保护VrERF1蛋白的应用，为如下(c1)或(c2)中的至少一种：(c1)调控植物的抗旱性；(c2)提高植物的抗旱性。所述植物为单子叶植物或双子叶植物。所述植物具体可为拟南芥，例如哥伦比亚生态型拟南芥。本专利技术还保护一种培育转基因植物的方法，是将VrERF1基因导入目的植物中，得到抗旱性高于目的植物的转基因植物。所述目的植物为单子叶植物或双子叶植物。所述植物具体可为拟南芥，例如哥伦比亚生态型拟南芥。所述VrERF1基因具体可通过以上任一所述重组表达载体导入所述出发植物。携带有VrERF1基因的重组表达载体可通过Ti质粒、Ri质粒、植物病毒载体、直接DNA转化、显微注射、电导、农杆菌介导等常规生物学方法转化到目的植物中。本专利技术还保护一种植物育种方法，是提高目的植物中VrERF1蛋白的含量和/或活性，从而提高目的植物的抗旱性。所述目的植物为单子叶植物或双子叶植物。所述植物具体可为拟南芥，例如哥伦比亚生态型拟南芥。本专利技术还保护VrERF1蛋白、VrERF1基因、以上任一所述重组表达载体或以上任一所述方法在植物育种中的应用。所述植物育种的目的为培育抗旱植物。所述植物为单子叶植物或双子叶植物。所述植物具体可为拟南芥，例如哥伦比亚生态型拟南芥。本专利技术首次发现了来源于绿豆的抗旱相关蛋白(VrERF1蛋白)及其编码基因(VrERF1基因)，将VrERF1基因转化拟南芥进行过表达，可以显著提高拟南芥的抗旱性。本专利技术对于抗旱植物育种具有重要的应用价值。附图说明图1为模拟干旱处理中，半定量RT-PCR鉴定VrERF1基因表达水平的结果。图2为模拟干旱处理中，实时荧光定量PCR鉴定VrERF1基因表达水平的结果。图3为拟南芥抗旱性鉴定的表型照片。具体实施方式以下的实施例便于更好地理解本专利技术，但并不限定本专利技术。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为自常规生化试剂商店购买得到的。以下实施例中的定量试验，均设置三次重复实验，结果取平均值。pCAMBIA3301载体：参考文献：Lu,M.,Ying,S.,Zhang,D.F.,Shi,Y.S.,Song,Y.C.,&Wang,T.Y.,etal.(2012).Amaizestress-responsivenactranscriptionfactor,zmsnac1,confersenhancedtolerancetodehydrationintransgenicarabidopsis.PlantCellReports,31(9),1701-11。哥伦比亚生态型拟南芥(野生型植株，用WT表示)：参考文献：Zhang,L.,Liu,G.,Zhao,G.,Xia,C.,Jia,J.,&Liu,X.,etal.(2014).Characterizationofawheatr2r3-mybtranscriptionfactorgene,tamyb19,involvedinenhancedabioticstressesinarabidopsis.Plant&CellPhysiology,55(10),1802-12。培养基质：由1体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蛋白质，是如下(a)或(b)：(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1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/或添加且与植物抗旱性相关的由序列1衍生的蛋白质。

【技术特征摘要】
1.一种蛋白质，是如下(a)或(b)：(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1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/或添加且与植物抗旱性相关的由序列1衍生的蛋白质。2.编码权利要求1所述蛋白质的基因。3.如权利要求2所述的基因，其特征在于：所述基因为如下1)或2)或3)的DNA分子：1)编码区如序列表中序列2所示的DNA分子；2)在严格条件下与1)限定的DNA序列杂交且编码植物抗旱性相关蛋白的DNA分子；3)与1)或2)限定的DNA序列具有90％以上同源性且编码植物抗旱性相关蛋白的DNA分子。4.含有权利要求2或3所述基因的重组表达载体、表达盒、转基因细胞系或重组菌。...

【专利技术属性】
技术研发人员：王述民，刘长友，武晶，王兰芬，田静，范保杰，曹志敏，
申请(专利权)人：中国农业科学院作物科学研究所，河北省农林科学院粮油作物研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11