玉米转录因子ZmRap2.7、其编码基因及应用制造技术

技术编号：41958232 阅读：17 留言：0更新日期：2024-07-10 16:43

本申请公开了一种玉米转录因子ZmRap2.7、其编码基因及应用，旨在解决当前玉米耐高温基因资源及种质资源匮乏的技术问题。本申请基于玉米转录因子ZmRap2.7能够响应高温胁迫的发现，利用原生质体瞬时转化技术，在玉米中瞬时沉默上述玉米转录因子ZmRap2.7，高温胁迫实验表明，沉默转录因子ZmRap2.7能够抑制高温诱导的过氧化氢酶（CAT）及超氧化物歧化酶（SOD）的增加，增加过氧化氢H<subgt;2</subgt;O<subgt;2</subgt;含量的积累。本申请确定了玉米转录因子ZmRap2.7能够响应高温胁迫，并初步解析了其在高温胁迫的作用机制，有助于理解玉米耐热机制，可为培育耐高温玉米品种提供重要基因资源及相关的种质资源。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术申请涉及分子生物学，具体涉及一种玉米转录因子zmrap2.7、其编码基因及应用。

技术介绍

1、近年来，全球气候变暖逐渐成为热点问题；据报道，全球变暖会增加高温天气发生的强度、频率和持续时间。热胁迫会对植物的生长产生不利的影响，严重威胁植物尤其是农作物的生长发育，最终影响生态、农业和经济。

2、单子叶作物玉米（ zea maysl .）作为一种在世界范围内的种植面积巨大的农作物，其产量与质量对于人们的生产生活尤为重要。在玉米关键的生长时期受到高温胁迫会严重影响玉米的产量与质量，因此引起了广泛关注。频繁遭遇极端高温天气，会造成玉米大量的减产，这对粮食安全造成隐患。因此，提高玉米在高温胁迫条件下的耐受性在作物育种领域极为重要。

3、植物已经进化出复杂的调控机制来响应胁迫，但是目前对植物热胁迫反应的了解大多来自于对拟南芥等模式生物的研究。相比之下，对农作物抗逆境胁迫分子机制的系统性研究比较少。与拟南芥相比，农作物往往更为复杂，并可能通过额外的机制来响应高温胁迫。此外，不同的作物物种可能具有不同的或者共同的热应激反应基因和机制。在分子生物学中，转录因子 (tf)（或序列特异性 dna 结合因子）是一种蛋白质，它通过结合特定的dna 序列来控制遗传信息从 dna 到信使 rna 的转录速率。在植物中一些特定的转录因子能够结合于下游基因的启动子上，启动/抑制下游基因的表达，从而在各种信号通路中发挥重要作用。但目前缺乏关于转录因子在

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种玉米转录因子zmrap2.7、其编码基因基于高温胁迫响应的应用，以解决当前玉米耐高温基因资源及种质资源匮乏的技术问题。

2、专利技术人通过高温相关组学研究发发现玉米中有一转录因子zmrap2.7受到高温的显著诱导，可能参与玉米的耐高温胁迫相应。zmrap2.7属于乙烯响应元件结合蛋白（apetala2/erebps, ap2）转录因子家族。ap2家族转录因子是植物特有的，在植物生长发育、抗逆等多种生理生化反应信号转导途径中起着重要作用。zmrap2.7在调控植物的生长、发育、应激反应中起着不可或缺的作用，尤其是在响应包括高温在内的逆境胁迫时，zmrap2.7可能是启动下游基因表达以响应胁迫环境的关键基因，是参与调控不同细胞生物学过程的重要转录因子。结合本申请专利技术人前期大量关于玉米高温调控基因研究的经验，本申请进一步对转录因子zmrap2. 7胁迫响应功能进行了系统的梳理和深入的探索研究，最终发现并确定，玉米转录因子zmrap2.7能够响应高温胁迫。基于转录因子zmrap2.7编码基因（如seqidno.2所示），利用原生质体瞬时转化技术，在玉米中瞬时沉默上述玉米转录因子zmrap2.7，高温胁迫实验表明沉默转录因子zmrap2.7能够抑制高温诱导的过氧化氢酶（cat）及超氧化物歧化酶（sod）的增加，增加过氧化氢h2o2含量的积累。

3、进一步利用mu转座子插入的方法，将转座子基因插入到背景野生型w22中zmrap2.7基因的第二个外显子上，通过对转座子基因以及zmrap2.7基因进行pcr扩增，确定mu转座子的插入位点，获得了纯合的突变体株系。

4、此外，利用所得的zmrap2.7转基因株系进行了高温胁迫下的表型鉴定，并研究测定了高温胁迫下转基因植株中过氧化氢酶（cat）、超氧化物歧化酶（sod）以及过氧化氢（h2o2）含量，从而初步解析了玉米转录因子zmrap2.7在高温胁迫下的作用机制。

5、本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下任一技术效果或优点：

6、1. 首次确定了玉米转录因子zmrap2.7及其编码基因抵抗高温胁迫的功能。

7、2. 明确了部分玉米高温胁迫伤害作用机制，为玉米生产中解决高温胁迫伤害、选育耐高温新品种提供了新的思路。

8、3. 确证了高温胁迫的部分作用机理及其中的关键的转录因子，为玉米抗高温胁迫育种提供了新的技术途径及资源。

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【技术保护点】

1.一种玉米转录因子ZmRap2.7，其氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。

2.一种玉米转录因子ZmRap2.7编码基因，其核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。

3.权利要求1所述玉米转录因子ZmRap2.7或权利要求2所述玉米转录因子ZmRap2.7编码基因在抗高温胁迫的应用。

4.权利要求1所述玉米转录因子ZmRap2.7或权利要求2所述玉米转录因子ZmRap2.7编码基因在调控玉米热休克蛋白表达中的应用。

5.权利要求1所述玉米转录因子ZmRap2.7或权利要求2所述玉米转录因子ZmRap2.7编码基因在制备玉米抗高温胁迫制剂中的应用。

6.权利要求2所述玉米转录因子ZmRap2.7编码基因在耐高温玉米品种/系选育中的应用。

【技术特征摘要】

1.一种玉米转录因子zmrap2.7，其氨基酸序列如seq id no.1所示。

2.一种玉米转录因子zmrap2.7编码基因，其核苷酸序列如seq id no.2所示。

3.权利要求1所述玉米转录因子zmrap2.7或权利要求2所述玉米转录因子zmrap2.7编码基因在抗高温胁迫的应用。

4.权利要求1所述玉米转录...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡秀丽，杜晗蔚，张祎笛，蒋海芳，王雨生，刘颂，
申请(专利权)人：河南农业大学，
类型：发明
国别省市：

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