本發明專利技術屬于植物基因工程技術領域，具體涉及一種調控植物葉片衰老，提高多重抗逆性的轉錄因子與應用。本發明專利技術所提供的植物WRKY58蛋白，來源于擬南芥、辣椒等物種，但不局限于這些物種，包括與擬南芥中AtWRKY58（氨基酸序列如SEQIDNO:2所示）的同源性高于30%的類似蛋白。擬南芥WRKY58蛋白的編碼基因，是下列核苷酸序列之一：（1）序列表中的SEQIDNO:1；（2）編碼序列表中SEQIDNO：2氨基酸序列的多核苷酸。本發明專利技術可為延緩葉片衰老、提高作物產量品質及多重抗逆性方面提供了蛋白資源和方法。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于植物基因工程
，具體涉及一種調控葉片衰老，提高多重抗逆性的轉錄因子與應用。
技術介紹
植物衰老是植物個體內部一系列程序化的漸行性衰退，最終走向死亡的過程。葉片衰老是植物生長發育的組成部分，構成了植物葉片發育的最后一個階段，被認為是程序性細胞死亡(PCD)的一種，以依賴葉齡的方式進行，并由諸多環境因素誘導，受生長發育時期復雜的內、外因素的相互作用影響。因此葉片衰老并不是被動的過程，而是一個主動調控的過程。葉片衰老過程中，細胞結構、生理代謝、基因表達方面都經歷一系列有序的變化。另外，由于葉片衰老過程中涉及營養物質的轉運和再利用，對整個植株來說，葉片衰老是植物健康生長，繁育優良后代的關鍵(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)。植物激素對植物發育和響應環境具有極其重要的作用。在眾多植物激素中，細胞分裂素(CK)對植物葉片衰老的延緩以及乙烯(ET)對葉片衰老的促進作用是十分明確的，而且在不同物種中都得到了相對一致的結果。其它相關激素，如脫落酸(ABA)，赤霉素(GA)，茉莉酸甲酯(MeJA)和水楊酸(SA)等都對葉片的衰老起到不同程度的促進作用，但是對于它們的作用機理，特別是他們復雜的網絡調控系統，仍知之甚少。茉莉酸(JA)和水楊酸(SA)主要是參與植物防御反應的激素，但是其在葉片衰老過程中也有一定的作用。對離體葉片外施JA可以加速其衰老進程，但是在影響JA合成的突變體中并沒有觀察到葉片衰老延緩的現象，其中12%的葉片衰老相關基因并沒有發生變化(Xie DX 等，Science, 280:1091-1094, 1998 ；Buchanan-ffolIaston V 等，PlantJournal, 42 :567_585，2005)。在葉片衰老過程中，植物體內的SA含量急劇的上升，但在未衰老葉片中并不存在這樣的現象。此后，Morris等通過對'轉基因材料,及相關突變體pad4和的分析,發現這些突變體中衰老標志基因SAGs表達有所改變(Morris K等，Plant Journal, 23 :677_685，2000)。SA對衰老的作用可能是影響了葉片衰老進程中從衰老向細胞死亡變化的進程。WRKY轉錄因子因其N端含有由WRKYGQK組成的高度保守的氨基酸序列而得名。在擬南芥中已發現了 74個WRKY成員，而水稻中則含有105個完整的WRKY成員。研究發現，WRKY結構域及其專一結合的(T) (T)TGAC (C/T)序列(又稱W-box)更多地存在于與抗病、損傷、衰老相關基因和水楊酸誘導基因的上游調控區域。已有大量證據表明，WRKY與上述幾種生物和非生物逆境激發的應激反應關系密切(Eulgem T等，EMBO J，18 =4689-4699,1999 ；Chen C等，Plant Physiol，129 :706_716，2002)。此外，在果實成熟、種子表皮毛發育、蔗糖信號傳導及赤霉素信號傳導等過程中均發現了 WRKY基因的表達(Johnson CS等，PlantCell, 14 :1359-1375,2002 ；Sun C 等，Plant Cell，15 :2076_2092，2003)。Dong等研究了 72個擬南芥的WRKY轉錄因子在植物抗病方面的作用，發現其中的49個受到病原菌syringae pv tomato (Ai)和SA的誘導而產生表達變化，進而調節相關基因的表達來參與擬南芥的抗病過程。作為調控系統獲得性抗性SAR的關鍵基因 (Cao WH 等，Plant Physiol，143 :707_719，2007)和/^7 等，其啟動子中都含有W-box (Rushton PJ 等，Plant Mol Biol, 29:691-702,1995)。通常 NPRl 在植物中的表達水平很低，但用病原體感染或外施SA后，其表達量增加2-3倍(Cao WH等，Plant Physiol,143 :707-719,2007),同時抗多種病原體的能力顯著增加。DNA序列分析表明，似況7啟動子中28個核苷酸的序列內含有3個W-box。這些W-box是WRKY蛋白結合所必需的，如果其中的某個核苷酸被替換，WRKY蛋白就不再與之結合，其SA誘導的表達即完全消除，此時，植物對病原體的反應變得非常敏感。另有研究發現，WRKY18、WRKY59、WRKY70等8個基因是NPRl的直接目標，參與了植物的SAR過程，顯示了 WRKY參與SAR的機理的復雜性(Wang D等，Science，308 :1036-1040，2005 ；ffang D 等，Plos Pathogens,2 :1042_1050，2006)。PRl基因啟動子驅動的^浴基因表達分析及Northern印跡分析都表明，其受到WRKY6的激活，且在防衛反應誘導條件下這種激活更快、更強(Robatzek S等，Genes Dev, 16 :1139-1149,2002)。WRKY在信號交叉和對話中也有重要作用。Li等發現，在擬南芥中，AtWRKY70受SA的誘導，而JA和乙烯則沒有誘導作用；相反，用JA處理葉片后，AtffRKY70不表達而AtCORl 則被大量誘導；同樣，在^轉基因植株中，SA的合成及其對WRKY的誘導作用消失；在過表達AtWRKY70的植株中，與SAR相關的基因和PR-5高水平表達，植株的抗病性提高，而JA誘導的AOMV基因則被抑制，但體內SA、JA和乙烯的含量卻沒有明顯的變化(Li J等，Plant Cell,16 :319-331,2004 ; Abuqamar S 等，Plant Journal,48 :28-44,2006)。在擬南芥中，除AtWRKY70外，AtffRKY25和AtWRKY33可能也是平衡植物SA、JA防衛信號途徑的一個重要決定因子(Li J 等，Plant Cell, 16 :319-331,2004 ；Zheng XL 等，Plant CellReports, 26 :1195-1203, 2007)。此外在葉片衰老方面，參與植物抗病的WRKY因子的部分成員也參與了這個生理過程，說明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是一個抗病性相關的重要調控因子，其功能缺失突變體更易受到的感染，反而對青枯菌表現出較強的耐受力(Hu J等，PloS ONE, 3 :e2589，2008)，但是也有證據表明AtWRKY53是一個葉片衰老早期階段表達的轉錄因子(Hinderhofer K 等，Planta，213 :469_473，2001 ；Miao Y 等，Plant Mol Biol, 55 853-867,2004)。目前對AtWRKY58的研究較少，主要停留在現象觀測階段；對于WRKY家族調控植物葉片衰老和多重抗逆性的研究也為數不多，特別是對其調控的遺傳和分子機制還幾乎一無所知。借助擬南芥模式體系，挖掘WR本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種植物轉錄因子WRKY58蛋白，包括與擬南芥中AtWRKY58的同源性高于30%的類似蛋白；是SEQ？ID？NO:？2所示氨基酸殘基序列的蛋白質，或者是將SEQ？ID？NO:？2的氨基酸殘基序列經過一個或幾個氨基酸殘基的取代、缺失或添加，且具有與SEQ？ID？NO:？2的氨基酸殘基序列相同活性的蛋白質。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：蒯本科，高炯，朱政，梁寧菁，
申請(專利權)人：復旦大學，
類型：發明
國別省市：
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