本发明专利技术公开了一组来源于水稻的与耐逆性相关的ＨＡＰ３基因，其编码的蛋白质具有下述氨基酸序列之一：１）序列表中的ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：１、３或５；２）将序列表中ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：１、３或５的氨基酸残基序列经过一至十个氨基酸残基的取代、缺失或添加，且所衍生的蛋白质具有调控植物耐逆性的功能。实验证明，将本发明专利技术的基因转化水稻可提高水稻对高盐、干旱和低温逆境胁迫的耐受性，且对水稻的正常生长和经济性状没有明显的影响。本发明专利技术的蛋白及其编码基因对于植物耐逆机制的研究，以及提高植物的耐逆性及相关性状的改良具有重要的理论及实际意义，将在植物（特别是禾谷类作物）的耐逆基因工程改良中发挥重要作用，应用前景广阔。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及植物中与胁迫相关的转录因子及其编码基因与应用，特别是涉及来源于水 稻与耐逆性相关的HAP类转录因子及其编码基因与其在提高植物耐逆性中的应用。
技术介绍
转录因子(Transcriptionfactor)是能够与真核基因启动子区域中顺式作用元件发生特 异性相互作用的DNA结合蛋白或能与这些蛋白相互作用的相关蛋白质，并且能特异性地 激活或抑制转录的关键因子(Guilfoyle T J. 1997. The structure of plant gene promoters. Genet Engin, 19: 15 47)。细胞的分化，多细胞生物的形态发育，器官建成，以及对外界刺激(生 物和非生物逆境)的反应都与转录因子的作用密切相关(Adam E, Szell M, Szekeres M, et al. 1994. The developmental and tissue-specific expression of tobacco phytochrome-A genes. Plant J, 6: 283 293. Baerson S R， Lamppa C K. 1993. Developmental regulation of an acyl carrier protein gene promoter in vegetative and reproductive tissues, Plant Mol Biol, 22: 255 267. Logemann E, Parniske M, Hahlbrock K. 1995. Modes of expression and common structural features of the complete phenylalanine ammonia-lyase gene family in parsley. Proc Natl Acad SciUSA,92: 5905 5909.)。在干旱、高盐和低温等环境胁迫的逆境条件下，植物能够在分子、细胞和整体水平上 做出相应的调整，以最大程度上减少环境所造成的伤害并得以生存。许多基因受胁迫诱导 表达(Shinozaki, K. and Yamaguchi-Shinozaki，K. ， 1994. Molecular responses to drought and cold stress. Curr. Opin. Biotechnol 7, 161-167; Thomashow, M.F.， 1999. Plant cold acclimation: freezing tolerance genes and regulatory mechanisms. Annu Rev Plant Physiol Plant Mol Biol 50, 571-599)，这些基因的产物不仅能够直接参与植物的胁迫应答，而且能够调节其它相关基 因的表达或参与信号传导途径，从而使植物避免或减少伤害，增强对胁迫环境的抗性。转 录因子就是其中的一类。目前已知在植物中与胁迫相关的转录因子家族主要有AP2/ EREBP、 bZIP、 WRKY、 MYC和MYB家族，其中大部分成员都参与调节植物对干旱、高 盐和低温等的逆境胁迫反应。同类转录因子的功能大多是冗余的。HAP复合物(HAP complex)，也称为核因子Y(nuclear factor Y， NF-Y或CCAAT结 合因子CCAAT-binding factor, CBF)，是结合CCAAT盒的转录因子。CCAAT盒是在动物、真菌和植物中一些基因转录起始点上游存在的核心序列为CCAAT的顺式元件，该元件可 呈正、反两种方向(Van Huijsduijnen H, Bollekens J， Dom A (1987), Properties of a CCAAT box-binding protein. Nucleic Acids Res, 15: 7265 7283)。与这些基因上游的CCAAT元件 结合以调节其基因转录的转录因子是保守的HAP复合物，有功能的HAP复合物是一个异 源三聚体蛋白，由三个不同的亚基组成即HAP2 /NF-YA/ CBF-B， HAP3 /NF-YB/ CBF-A， HAP5/ CBF-C/ NF-YC (Miyoshi K, Ito Y, Serizawa A， Kurata N. OsHAP3 genes regulate chloroplast biogenesis in rice. The Plant Journal (2003) 36:532—540.)。在酿酒酵母中，HAP 复合物是由HAP2， HAP3， HAP4和HAP5亚基组成的异源四聚体，其中HAP2， HAP3 和HAP5这3个亚基与DNA结合有关(Xing Y, Fikes JD， Guarente L (1993). Mutations in yeast HAP2/HA; McNabb DS, Xing Y， Guarente L (1995). Cloning of yeast HAP5: a novel subunit of a heterotrimeric complex required for CCAAT binding. Genes & Dev, 9: 47 58)， 而HAP4亚基提供基因激活功能(Foraburg SL， Guarente L (1989). Identification and characterization of HAP4:A third component of the CCAAT-bound HAP2/HAP3 heteromer. Genes&Dev,3: 1166 1178)。哺乳动物中的CCAAT结合因子CBF由CBF-A， CBF-B， CBF-C 3个亚基组成(Maity S N， Sinha S， Ruteshouser E C， et al.Three different polypeptides are necessary for DNA binding of the mammalian heteromeric CCAAT binding factor.J Biol Chem， 1992， 267(23): 16 574 16 580)。体外凝胶滞后的试验显示CBF-A, CBF-B， CBF-C 可与酿酒酵母的HAP3， HAP2和HAP5进行功能替换；各亚基的氨基酸组成分析表明CBF 的三个亚基分别与HAP3， HAP2, HAP5存在高度进化保守的功能域(KimIS， Sinha S， Crombrugghe D B， et al.Determination of functional domains in the C subunit of the CCAAT-binding factor CBF delineate functional domains involved in the three-step assembly of the CBF-DNA本文档来自技高网...
【技术保护点】
水稻ＨＡＰ３基因及其编码的蛋白质在提高植物耐逆性能上的应用，所述ＨＡＰ３基因编码下述蛋白质（ｉ）或（ｉｉ）：（ｉ）具有序列表中ＳＥＱＩＤＮＯ：１、３或５的氨基酸序列；（ｉｉ）在（ｉ）限定的氨基酸序列中经过取代、缺失或添加一至十个氨基酸残基且具有调控植物耐逆性功能的由（ｉ）衍生的蛋白质。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：邓兴旺，王喜萍，
申请(专利权)人：未名兴旺系统作物设计前沿实验室北京有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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