AtTGA4基因在提高植物抗逆性中的應用制造技術

本發明專利技術公開了一種AtTGA4蛋白及其編碼基因的新用途。本發明專利技術所提供的AtTGA4蛋白及其編碼基因的新用途具體為AtTGA4蛋白及其編碼基因在調控植物抗旱性和/或調控對氮素吸收中的應用；所述AtTGA4蛋白是如下1）或2）的蛋白質：1）由序列表中序列2所示的氨基酸序列組成的蛋白質；2）將序列表中序列2所示的氨基酸序列經過一個或幾個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加，且具有與1）相同功能的由1）衍生的蛋白質。實驗證明，本發明專利技術培育得到的轉入AtTGA4蛋白的編碼基因的植株與野生型植株相比，其抗旱性和對氮素的吸收能力均有較大的提高。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及AtTGA4蛋白及其編碼基因在調控植物抗旱性和/或調控對氮素吸收中的應用，特別涉及AtTGA4蛋白及其編碼基因在提高植物抗旱性及提高植物氮素吸收中的應用。
技術介紹
氮素是植物生長發育必須的營養物質。氮素不僅是植物的營養元素，在植物的抗逆方面中也發揮著重要作用。干旱條件下植物不僅可以通過根與地上部分之間的“根-冠”信息傳遞，使植物能快速地調整整體的水分關系(Davies WJ, Zhang J. Root signalsand the regulation of growth and development of plants in drying soil. Annu ReV PlantPhysiol Plant Mol Biol, 1991，42，55-76)，而且植物還積累如脯氨酸等可溶性滲透物質作為滲透保護物質(Delauney AJ, Hu C AA, Kishor P B K，et al. cloning ofornithine-aminotransferase cDNA from Vigna aconitifolia by trans-complementation inEscherichia coli and regulation of proline biosynthesis [J]. J Biol Chem，1993，268:18673-18678)，同時脯氨酸代謝的中間產物具有誘導基因表達(Iyer S，CaplanA. Prodcts of proline catabolism can induce osmotically regulated genes in rice[J]. PlantPhysiolj 1998, 116:203-211)以及降低滲透脅迫所造成的氧傷害作用(Hong ZLj LakkineniKj Zheng ZHj et al. Removal of feedback inhibition of pyrroline-5-carboxylate synthetaseresults in increased proline accumulation and protection of plants from osmotic stress[J]. Plant Physiol, 2000, 122:1129-1136)。植物這些干旱脅迫響應機制都與氮素有密切的關系。大量研究表明ABA是介導“根-冠”信息傳遞的核心物質(Zhang Jj Davies WJ. Antitranspirant activty in the xylem sap of maize plants.J Exp Bot， 1991，42，317-321)， 同時氮素營養和ABA積累有著密切的關系(Wilkinson S，Daies WJ. ABA-based chemicalsignaling: the co-ordination of responses to stress in plant. Plant Cell Environ. 2002，25，195-210)，氮素營養的 增加可明顯提高氣孔對根信號的敏感度(Liu Jj Wei KFj Gao ZHj Li BBj Ren HBj Hu JFj Jia WS. Nitrate as an enhancer of root signal in theregulation of stomatal movement in plants under drought stress. Chin Bull Bot, 2008，25，34-40)。干旱條件下植物脯氨酸的增加也與氮素的吸收和代謝有著密切的關系(Voetberg G S，Sharp R Ej Growth at the maize primary root at low water potential. 3. Roleof increased proline deposition in osmotic adjustment[J]. Plant Physiol, 1991,96:1125-1130)。發掘能在干旱條件下通過提高植物對氮素的吸收來增強植物抗旱性的基因，對于提高植物的抗旱性同時增加產量具有重要意義。目前尚未有對AtTGA4轉錄因子是否在植物抗旱中發揮作用進行研究的報道。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種AtTGA4蛋白及其編碼基因的新用途。AtTGA4蛋白是通過核蛋白篩選系統(NTT)篩選得到的。本專利技術所提供的新用途具體為AtTGA4蛋白或其編碼基因在調控植物抗旱性和/ 或調控對氮素吸收中的應用；所述AtTGA4蛋白是如下I)或2)的蛋白質I)由序列表中序列2所示的氨基酸序列組成的蛋白質；2)將序列表中序列2所示的氨基酸序列經過一個或幾個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加，且具有與I)相同功能的由I)衍生的蛋白質。在本專利技術中，所述調控植物抗旱性和/或對氮素吸收具體體現在提高植物抗旱性和/或提高植物對氮素吸收能力。本專利技術的又一個目的是提供AtTGA4蛋白或其編碼基因在調控植物如下 (al) - (a6)至少一種中的應用；(al)植株脯氨酸含量；(a2)植株葉綠素含量；(a3)植株過氧化物酶活性；(a4)植株總氮含量；(a5)植株硝酸·還原酶活性；(a6)植株氮途徑關鍵基因的表達量，所述氮途徑關鍵基因具體為NRT2. UNRT2. 2、 NIAl和MIA2中的至少一種；所述AtTGA4蛋白是如下I)或2)的蛋白質I)由序列表中序列2所示的氨基酸序列組成的蛋白質；2)將序列表中序列2所示的氨基酸序列經過一個或幾個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加，且具有與I)相同功能的由I)衍生的蛋白質。在本專利技術中，所述調控植物上述(al) - (a6)性狀具體體現在在干旱誘導后可提高植株脯氨酸含量，和/或提高植株葉綠素含量，和/或降低植株過氧化物酶活性；在低氮素(如銨態氮或硝態氮，氮素含量低于MS0培養基中的氮元素含量)條件下可提高植株總氮含量，和/或提高植株硝酸還原酶活性，和/或提高植株氮途徑關鍵基因(如NRT2.1、 NRT2. 2、NIAl 或 NIA2)的表達量。本專利技術的再一個目的是提供一種培育轉基因植物的方法，包括如下步驟將 AtTGA4蛋白的編碼基因導入目的植物中，獲得具有如下(bl)- (b8)中至少一種性狀的轉基因植物(bl)與所述目的植物相比抗旱性提高；(b2)與所述目的植物相比對氮素的吸收能力提高；(b3)與所述目的植物均經干旱誘導后，其植株脯氨酸含量高于所述目的植物；(b4)與所述目的植物均經干旱誘導后，其植株葉綠素含量高于所述目的植物；(b5)與所述目的植物均經干旱誘導后，其植株過氧化物酶活性低于所述目的植物；(b6)與所述目的植物均經低氮處理后，其植株總氮含量高于所述目的植物；(b7)與所述目的植物均經低氮處理后，其植株硝酸還原酶活性高于所述目的植(b8)與所述目的植物均經低氮處理后，其植株中氮途徑關鍵基因的表達量高于所述目的植物，所述氮途徑關鍵基因具體為NRT2. UNRT2. 2、NIAl和NIA2中的至少一種；步驟(b6) - (b8)中所本文檔來自技高網...

【技術保護點】
AtTGA4蛋白或其編碼基因在調控植物抗旱性和/或對氮素吸收中的應用；所述AtTGA4蛋白是如下1）或2）的蛋白質：1）由序列表中序列2所示的氨基酸序列組成的蛋白質；2）將序列表中序列2所示的氨基酸序列經過一個或幾個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加，且具有與1）相同功能的由1）衍生的蛋白質。

【技術特征摘要】
1.AtTGA4蛋白或其編碼基因在調控植物抗旱性和/或對氮素吸收中的應用；所述AtTGA4蛋白是如下I)或2)的蛋白質 O由序列表中序列2所示的氨基酸序列組成的蛋白質； 2)將序列表中序列2所示的氨基酸序列經過一個或幾個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加，且具有與I)相同功能的由I)衍生的蛋白質。2.AtTGA4蛋白或其編碼基因在調控植物如下(al)-(a6)至少一種中的應用； (al)植株脯氨酸含量； (a2)植株葉綠素含量； (a3)植株過氧化物酶活性； (a4)植株總氮含量； (a5)植株硝酸還原酶活性； (a6)植株氮途徑關鍵基因的表達量，所述氮途徑關鍵基因具體為NRT2. UNRT2. 2,NIAl和NIA2中的至少一種； 所述AtTGA4蛋白是如下I)或2)的蛋白質 O由序列表中序列2所示的氨基酸序列組成的蛋白質； 2)將序列表中序列2所示的氨基酸序列經過一個或幾個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加，且具有與I)相同功能的由I)衍生的蛋白質。3.一種培育轉基因植物的方法，包括如下步驟將AtTGA4蛋白的編碼基因導入目的植物中，獲得具有如下(bl)- (b8)中至少一種性狀的轉基因植物 (bl)與所述目的植物相比抗旱性提高； (b2)與所述目的植物相比對氮素的吸收能力提高； (b3)與所述目的植物均經干旱誘導后，其植株脯氨酸含量高于所述目的植物； (b4)與所述目的植物均經干旱誘導后，其植株葉綠素含量高于所述目的植物； (b5)與所述目的植物均經干旱誘導后，其植株過氧化物酶活性低于所述目的植物； (b6)與所述目的植物均經低氮處理后，其植株總氮...

【專利技術屬性】
技術研發人員：曹新有，陳明，馬有志，閔東紅，陳丹丹，徐兆師，李連城，薛飛洋，
申請(專利權)人：中國農業科學院作物科學研究所，
類型：發明
國別省市：