[发明专利]一种小麦抗旱基因TaASR1及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及植物基因工程领域，具体涉及一种小麦抗旱基因TaASR1，并且涉及TaASR1基因在提高植物抗干旱能力中的各种应用。

背景技术

植物是固着底栖生物，必须适应环境才能存活，所以非生物应激反应对植物有着非常重要的作用。非生物逆境包括光、高温或低温、冷冻、干旱、盐度、重金属和缺氧等复杂环境条件引起的胁迫。由于全球气候变化，这些非生物逆境正在影响植物的生存环境且影响会不断增加。植物为了适应其生长环境，经过长期进化产生了对非生物逆境胁迫的防御机制，这些防御机制的发生和传递涉及到多种基因的参与。编码转录因子蛋白的基因是一类参与植物逆境胁迫的重要基因。

1993年ABA-胁迫-成熟响应蛋白基因(ASR1)作为一种干旱胁迫诱导的基因首次从番茄中分离得到【Iusem ND，Bartholomew DM，Hitz WD and ScolnikPA(1993)Tomato(Lycopersicon esculentum)transcript induced by waterdeficit and ripening.Plant Physiol.102，1353-1354.】，此后对这类基因的研究广泛开展。研究发现ASR基因在植物中广泛存在，到目前为止已经在土豆、玉米、柚子、火炬松、百合花、水稻、葡萄中分离到ASR基因，但是在模式植物拟南芥中尚未发现ASR基因【Carrari F，Fernie AR andIusem ND(2004)Heard it through the grapevine？ABA and sugar cross-talk：the ASR story.Trends Plant Sci.9，57-59.】。通过亚细胞定位检测，ASR1蛋白在细胞核中表达。酵母单杂交实验证明这类蛋白可以与DNA结合，推断ASR蛋白可能是一类转录因子。现有的研究表明，植物ASR基因能够被干旱、高盐、冷等环境胁迫诱导，并且参与ABA信号途径。在甘蔗中分离出的ASR基因Sodip22只存在于表皮细胞中，在ABA及干旱处理条件下，其表达量显著被诱导；在银杏中也克隆到了ASR基因，通过高盐、甘露醇和ABA处理，在根、茎、叶的表达量明显上升。另外，过表达ASR家族基因能够显著提高植物对冷、干旱、盐等非生物逆境的耐受性。在百合中证实ASR蛋白的积累与花粉管的干燥作用密切相关，并且从百合中克隆了ASR基因LLA23，表达分析表明该基因受ABA、NaCl和干旱诱导，在拟南芥中过表达该基因能够明显提高植物对高盐的耐受性【Yang CY，Chen YC，Jauh GY and Wang CS.(2005)A Lily ASR protein involves abscisicacid signaling and confers drought and salt resistance in Arabidopsis.Plant Phys iol.139，836-846.】。

小麦是世界上最早栽培也是最为重要的粮食作物之一。世界上有40多个国家以其为主食，占世界总人口的35％。各国政府和科学家历来都非常注重小麦的遗传规律和遗传改良的研究。改良小麦品质、提高产量和增加抗性一直是作物改良研究的重点。转录调控是基因表达调控的重要方式之一。转录因子具有和顺式作用元件结合，调控下游多个基因表达的特点。所以，找到小麦品质、抗性相关的转录因子，利用基因工程的方法提高其表达水平从而调控相关的下游基因的表达，是提高小麦品质、抗性较为有效的方法。ASR基因作为一个转录因子在植物中广泛存在，其功能主要涉及到植物对非生物条件(光、水、温度)胁迫的响应。但在小麦中尚未见ASR基因的报道。因此，克隆和鉴定小麦中的ASR基因对提高小麦抗逆性理论研究和实际运用有着重要的科研及应用价值。

发明内容

本发明目的在于提供一种分离的小麦ABA-胁迫-成熟响应蛋白以及编码该蛋白的基因，本发明中也称其为小麦抗旱基因(TaASR1)，本发明还提供该基因在培育高抗旱性植物中的应用。

实现本发明的技术方案是：

本发明提供的分离的小麦ABA-胁迫-成熟响应蛋白的氨基酸序列为：

(1)由SEQ ID No.2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；或

(2)与序列SEQ ID No.2限定的氨基酸序列同源性在80-100％编码相同功能蛋白质的氨基酸序列；或

(3)SEQ ID No.2所示的氨基酸序列经增加、缺失或替换一个或多个氨基酸且具有同等活性的由(1)衍生的蛋白。