[发明专利]一种烟草乙烯响应转录因子相关的基因及其应用

说明书

本发明涉及一种烟草乙烯响应转录因子相关的基因及其应用，其核苷酸序列如SEQ I D NO.1所示。本发明提供的烟草乙烯响应转录因子相关的基因NtERF010，利用CR I SPR/Cas9介导的基因编辑技术敲除NtERF010基因获得在抗逆胁迫下表达量降低的基因编辑植株；在干旱胁迫与盐胁迫条件下，基因编辑植株的长势弱于对照植株，为烟草乙烯响应转录因子研究及烟草抗逆性研究提供遗传材料和理论依据。

技术领域

本发明属于植物基因工程技术领域，具体涉及一种烟草乙烯响应转录因子相关的基因及其应用。

背景技术

植物乙烯响应转录因子是属于一个庞大的基因家族,乙烯响应转录因子(ERF)具有由大约60-70个氨基酸组成的能够与DNA特异结合的保守结构域，具备AP2/ERF超家族所有成员的典型特征。乙烯响应转录因子(ERF)是乙烯信号途径的关键成分，被认为是植物特有的转录因子。在植物的抗性响应中，大量的转录因子家族参与了防御基因的表达调控，是与植物抗逆相关的转录因子，该因子通过激活下游一系列抗逆应答基因的表达而提高植株的综合抗性。在农业生产中，鉴定和利用关键的转录因子对提高作物的病原抗性意义重大。由于乙烯响应转录因子在植物中的生理重要作用，已成为广泛的生化和分子生物学研究的主题。

乙烯响应转录因子参与多种生物学过程,包括植物生长、花发育、果实发育、种子发育、损伤、病菌防御、高盐、干旱等环境胁迫响应等。乙烯响应因子ERF在植物中的研究，水稻OsERF4a和OsERF10a的基因过表达提高了植株对干旱胁迫的耐性，并胁迫抗性相关基因的表达发生改变。玉米乙烯响应因子基因ZmEREB180能够增强渍害胁迫后植株的存活能力；玉米过表达株系根系系统发育显著增强，尤其是渍水胁迫后不定根的生长发育显著增强。甘蓝型油菜BnERF104基因在转基因拟南芥中的超表达提高了病原相关蛋白(PR)防御素PDF1.2和几丁质酶ChiB基因的表达量，显著增强了对腐生营养型真菌核盘菌的抗性。

烟草作为我国重要的经济作物和模式作物，研究烟草乙烯响应转录因子基因响应非生物逆境胁迫的分子机制具有重要意义。在烟草乙烯响应转录因子基因克隆与功能研究方面，有研究者最近发现3个NtERF家族的转录因子NtERF1、NtERF32和NtERF121可直接结合NtPMT1a启动子上的GCC-box响应元件。烟草中过表达和基因沉默NtERF32分别上调和下调尼古丁的合成。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种烟草乙烯响应转录因子相关的基因及其应用，为研究烟草抗逆能力与基因功能提供遗传材料和理论依据。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种烟草乙烯响应转录因子相关的基因，核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，包括1065bp个碱基，该基因来源于烟草(Nicotiana tabacum，命名为NtERF010)。

优选的，所述烟草乙烯响应转录因子相关的基因的编码蛋白，氨基酸序列如SEQID NO.2所示，包括354个氨基酸。

本发明还提供上述烟草乙烯响应转录因子的基因在烟草抗逆方面的应用。将该基因编辑后，烟草在种子萌发期与对照种子相比，对于盐胁迫更敏感，以及在四叶一心时期进行干旱胁迫处理，显示比对照植株对干旱更敏感。在干旱胁迫或盐胁迫条件下，NtERF010基因编辑植株的长势弱于对照植株。这为基因功能的研究将为烟草遗传改良提供遗传材料和理论依据。

本发明的有益效果是：