本发明专利技术属于植物基因工程技术领域，具体涉及一种调控植物叶片衰老，提高多重抗逆性的转录因子与应用。本发明专利技术所提供的植物WRKY58蛋白，来源于拟南芥、辣椒等物种，但不局限于这些物种，包括与拟南芥中AtWRKY58（氨基酸序列如SEQIDNO:2所示）的同源性高于30%的类似蛋白。拟南芥WRKY58蛋白的编码基因，是下列核苷酸序列之一：（1）序列表中的SEQIDNO:1；（2）编码序列表中SEQIDNO：2氨基酸序列的多核苷酸。本发明专利技术可为延缓叶片衰老、提高作物产量品质及多重抗逆性方面提供了蛋白资源和方法。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于植物基因工程
，具体涉及一种调控叶片衰老，提高多重抗逆性的转录因子与应用。
技术介绍
植物衰老是植物个体内部一系列程序化的渐行性衰退，最终走向死亡的过程。叶片衰老是植物生长发育的组成部分，构成了植物叶片发育的最后一个阶段，被认为是程序性细胞死亡(PCD)的一种，以依赖叶龄的方式进行，并由诸多环境因素诱导，受生长发育时期复杂的内、外因素的相互作用影响。因此叶片衰老并不是被动的过程，而是一个主动调控的过程。叶片衰老过程中，细胞结构、生理代谢、基因表达方面都经历一系列有序的变化。另外，由于叶片衰老过程中涉及营养物质的转运和再利用，对整个植株来说，叶片衰老是植物健康生长，繁育优良后代的关键(Buchanan-Wollaston V等，Plant Biotechnol J,1(1):3-12,2003 ；Lim PO 和 Nam HG 等，Curr Top Dev Biol, 67:49-83，2005)。植物激素对植物发育和响应环境具有极其重要的作用。在众多植物激素中，细胞分裂素(CK)对植物叶片衰老的延缓以及乙烯(ET)对叶片衰老的促进作用是十分明确的，而且在不同物种中都得到了相对一致的结果。其它相关激素，如脱落酸(ABA)，赤霉素(GA)，茉莉酸甲酯(MeJA)和水杨酸(SA)等都对叶片的衰老起到不同程度的促进作用，但是对于它们的作用机理，特别是他们复杂的网络调控系统，仍知之甚少。茉莉酸(JA)和水杨酸(SA)主要是参与植物防御反应的激素，但是其在叶片衰老过程中也有一定的作用。对离体叶片外施JA可以加速其衰老进程，但是在影响JA合成的突变体中并没有观察到叶片衰老延缓的现象，其中12%的叶片衰老相关基因并没有发生变化(Xie DX 等，Science, 280:1091-1094, 1998 ；Buchanan-ffolIaston V 等，PlantJournal, 42 :567_585，2005)。在叶片衰老过程中，植物体内的SA含量急剧的上升，但在未衰老叶片中并不存在这样的现象。此后，Morris等通过对'转基因材料,及相关突变体pad4和的分析,发现这些突变体中衰老标志基因SAGs表达有所改变(Morris K等，Plant Journal, 23 :677_685，2000)。SA对衰老的作用可能是影响了叶片衰老进程中从衰老向细胞死亡变化的进程。WRKY转录因子因其N端含有由WRKYGQK组成的高度保守的氨基酸序列而得名。在拟南芥中已发现了 74个WRKY成员，而水稻中则含有105个完整的WRKY成员。研究发现，WRKY结构域及其专一结合的(T) (T)TGAC (C/T)序列(又称W-box)更多地存在于与抗病、损伤、衰老相关基因和水杨酸诱导基因的上游调控区域。已有大量证据表明，WRKY与上述几种生物和非生物逆境激发的应激反应关系密切(Eulgem T等，EMBO J，18 =4689-4699,1999 ；Chen C等，Plant Physiol，129 :706_716，2002)。此外，在果实成熟、种子表皮毛发育、蔗糖信号传导及赤霉素信号传导等过程中均发现了 WRKY基因的表达(Johnson CS等，PlantCell, 14 :1359-1375,2002 ；Sun C 等，Plant Cell，15 :2076_2092，2003)。Dong等研究了 72个拟南芥的WRKY转录因子在植物抗病方面的作用，发现其中的49个受到病原菌syringae pv tomato (Ai)和SA的诱导而产生表达变化，进而调节相关基因的表达来参与拟南芥的抗病过程。作为调控系统获得性抗性SAR的关键基因 (Cao WH 等，Plant Physiol，143 :707_719，2007)和/^7 等，其启动子中都含有W-box (Rushton PJ 等，Plant Mol Biol, 29:691-702,1995)。通常 NPRl 在植物中的表达水平很低，但用病原体感染或外施SA后，其表达量增加2-3倍(Cao WH等，Plant Physiol,143 :707-719,2007),同时抗多种病原体的能力显著增加。DNA序列分析表明，似况7启动子中28个核苷酸的序列内含有3个W-box。这些W-box是WRKY蛋白结合所必需的，如果其中的某个核苷酸被替换，WRKY蛋白就不再与之结合，其SA诱导的表达即完全消除，此时，植物对病原体的反应变得非常敏感。另有研究发现，WRKY18、WRKY59、WRKY70等8个基因是NPRl的直接目标，参与了植物的SAR过程，显示了 WRKY参与SAR的机理的复杂性(Wang D等，Science，308 :1036-1040，2005 ；ffang D 等，Plos Pathogens,2 :1042_1050，2006)。PRl基因启动子驱动的^浴基因表达分析及Northern印迹分析都表明，其受到WRKY6的激活，且在防卫反应诱导条件下这种激活更快、更强(Robatzek S等，Genes Dev, 16 :1139-1149,2002)。WRKY在信号交叉和对话中也有重要作用。Li等发现，在拟南芥中，AtWRKY70受SA的诱导，而JA和乙烯则没有诱导作用；相反，用JA处理叶片后，AtffRKY70不表达而AtCORl 则被大量诱导；同样，在^转基因植株中，SA的合成及其对WRKY的诱导作用消失；在过表达AtWRKY70的植株中，与SAR相关的基因和PR-5高水平表达，植株的抗病性提高，而JA诱导的AOMV基因则被抑制，但体内SA、JA和乙烯的含量却没有明显的变化(Li J等，Plant Cell,16 :319-331,2004 ; Abuqamar S 等，Plant Journal,48 :28-44,2006)。在拟南芥中，除AtWRKY70外，AtffRKY25和AtWRKY33可能也是平衡植物SA、JA防卫信号途径的一个重要决定因子(Li J 等，Plant Cell, 16 :319-331,2004 ；Zheng XL 等，Plant CellReports, 26 :1195-1203, 2007)。此外在叶片衰老方面，参与植物抗病的WRKY因子的部分成员也参与了这个生理过程，说明WRKY家族的功能具有多元化的特征。Murray等(MurraySL等，MPMI,20 :1431-1438，2007)研究表明，AtWRKY53是一个抗病性相关的重要调控因子，其功能缺失突变体更易受到的感染，反而对青枯菌表现出较强的耐受力(Hu J等，PloS ONE, 3 :e2589，2008)，但是也有证据表明AtWRKY53是一个叶片衰老早期阶段表达的转录因子(Hinderhofer K 等，Planta，213 :469_473，2001 ；Miao Y 等，Plant Mol Biol, 55 853-867,2004)。目前对AtWRKY58的研究较少，主要停留在现象观测阶段；对于WRKY家族调控植物叶片衰老和多重抗逆性的研究也为数不多，特别是对其调控的遗传和分子机制还几乎一无所知。借助拟南芥模式体系，挖掘WR本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种植物转录因子WRKY58蛋白，包括与拟南芥中AtWRKY58的同源性高于30%的类似蛋白；是SEQ？ID？NO:？2所示氨基酸残基序列的蛋白质，或者是将SEQ？ID？NO:？2的氨基酸残基序列经过一个或几个氨基酸残基的取代、缺失或添加，且具有与SEQ？ID？NO:？2的氨基酸残基序列相同活性的蛋白质。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：蒯本科，高炯，朱政，梁宁菁，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：
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