[发明专利]一种大豆ERF转录因子及其编码基因与耐盐应用

说明书

技术领域

本发明涉及植物基因工程领域，具体涉及一种大豆ERF转录因子及其编码基因在转基因植物耐盐方面的应用。

背景技术

大豆是重要的经济作物，在世界范围内普遍种植，不仅是人类蛋白和脂类的主要来源，同时也是重要的家畜饲料和工业原料,在医学上也有很大价值。然而生物和非生物胁迫对大豆的生长和发育产生极为不利的影响，其中，土壤盐渍化严重影响着大豆的产量、品质和效益，造成严重的经济损失。因此，阐明大豆对逆境的响应机制，鉴定耐盐相关的重要基因并利用它们来提高大豆的耐盐性显得尤为重要。

植物转录因子在胁迫的刺激下可以不断合成并将信号传递和放大，调控下游多个基因的表达，从而引起植物生理生化的改变来适应外界的不利环境，近年来逐渐成为人们的研究热点。ERF转录因子分属于植物中特有的AP2/ERF转录因子超家族中的ERF亚家族，最初由Ohme-Takagi和Shinshi在1995年从烟草中分离得到。它们表达的蛋白共同含有1个保守的由58或59个氨基酸组成的AP2/ERF结合域，三维立体结构分析表明，此结构域由3个反向平行的β折叠和1个几乎同β折叠平行的α螺旋组成。其中，β折叠对AP2/ERF 结构域识别各类顺式作用元件可能起关键作用，而α螺旋可能参与同其它转录因子及DNA之间的相互作用。ERF可以与GCC-box和/或DRE/CRT元件特异结合，而这些元件通常分别位于植物的病程相关蛋白基因和高盐、干旱、冷诱导相关基因的启动子中。ERF正是通过调节这些基因的表达从而参与到植物的生物和非生物胁迫中去。植物的逆境响应被多条信号途径所调节，其中，乙烯、水杨酸、茉莉酸和脱落酸传递途径之间存在着一定的交叉作用，它们之间可能是相互促进，也可能是相互拮抗，从而实现对逆境防卫反应的精确调控。而一些ERF转录因子通常是上述信号途径交叉处的重要成分。

目前,已从拟南芥、烟草、番茄、辣椒、水稻、小麦、棉花等不同植物分离到大量编码ERF蛋白的基因。番茄的JERF3可以同时与GCC-box和DRE/CRT元件结合，能被乙烯、茉莉酸、低温、 高盐和脱落酸诱导，同时能提高转基因烟草的耐盐性。木花生中的JcERF的表达可以被高盐、干旱、乙烯和机械伤害诱导，但不被ABA诱导，在拟南芥中超表达JcERF增强了植物对盐和寒冷的抗性。但在大豆中ERF转录因子的研究相对较少，仅报道过3个ERF的功能，它们均参与到大豆的胁迫响应中去，在提高植物抗逆性方面发挥积极的调控作用。单子叶植物和双子叶植物中均可能存在大量的ERF转录因子，鉴于ERF在植物应对逆境中发挥的重要作用，对大豆ERF家族中其他的成员作进一步的鉴定与应用有利于大豆胁迫抗（耐）性的改良。

发明内容

本发明提供一种大豆ERF转录因子及其编码基因与耐盐应用。

本发明所提供的大豆耐盐相关ERF转录因子来源于大豆品种吉林32（由吉林省农科院富健研究员馈赠），命名为GmERF7。

所述大豆ERF转录因子基因的碱基序列为Sequence N0.1。

所述大豆ERF转录因子基因编码的蛋白质，其氨基酸序列为Sequence N0.2。

序列表Sequence N0.1由1179个碱基组成；序列表Sequence N0.2由392个氨基酸残基组成，包含一个AP2/ERF结合域：自氨基端的第118至175位氨基酸残基；两个预测的核定位信号：第一个自氨基端的第72至76位氨基酸残基，第二个自氨基端的第112至116位氨基酸残基；一个预测的转录激活域：自氨基端的第41至70位氨基酸残基。

利用任何一种可以引导外源基因在植物中表达的载体，将本发明所提供的GmERF7的编码基因导入植物细胞，可获得对高盐耐性提高的转基因植株。使用本发明的基因构建植物表达载体时，可在其转录起始核苷酸前加上任何一种增强启动子或诱导型启动子。携带有本发明GmERF7的表达载体可通过使用Ti质粒、Ri质粒、植物病毒载体、直接DNA转化、微注射、电导、农杆菌介导等常规生物学方法转化植物细胞或组织，并将转化的植物组织培育成植株。被转化的宿主既可以是单子叶植物，也可以是双子叶植物。

本发明的有益效果是：本发明克隆了一个大豆耐盐相关的GmERF7转录因子基因，研究该基因在大豆中的表达模式、与逆境元件的体外结合及转录调节活性，比较了野生型烟草和转GmERF7基因烟草的耐盐性，为其有效应用提供依据，对改良植物的抗逆性，特别是培育耐盐大豆品种具有重要意义。

附图说明

图1 GmERF7基因的PCR扩增结果。