玉米热激转录因子基因ZmHsfA3、其编码蛋白及其应用

本发明申请涉及生物基因工程，具体涉及玉米热激转录因子基因 zmhsfa3、其编码蛋白及其应用。

背景技术：

1、随着全球气候变暖，高温气候的日益频发对粮食安全和农业的可持续发展带来了严重的威胁。玉米（ zea mays l.）作为全世界重要的粮食作物和饲料作物，同时也是食品和化工业中不可或缺的原材料，其生长过程中高温胁迫将严重影响其生产安全。因此，提高玉米对高温胁迫的适应力是确保粮食业和工业需求得到满足的关键一步。

2、面对高温灾害对玉米生产带来的严峻挑战，传统农业技术也越来越难以满足需求，因此挖掘玉米耐高温分子的新基因，尤其是对重要的基因进行功能解析及利用，不仅可以促进对玉米耐高温机制的理解，而且可为生产上培育耐高温玉米优良品种提供重要的基因资源。

3、植物热激转录因子（heat shock transcription factor, hsf）是植物感知热激信号后，通过影响下游热休克蛋白（heat shock protein, hsps）等热胁迫响应基因的表达，来缓解由高温带来损害的一类转录调节基因，其在不同的物种中的功能一般是保守的。在玉米中，已研究发现31个hsfs可能对不同的胁迫反应有多种调控作用。lin研究报道 zmhsf01、 zmhsf03和 zmhsf23在高温胁迫下的表达量较高，这可能证明了它们在调节高温胁迫中起着重要作用；在拟南芥 hsfa2缺失突变体中互补 zmhsf01却弥补了因 hsfa2缺失所造成的耐热性缺失。过表达 zmhsf04通过表达上调高温特异性表达基因（ athsp25.3、 athsp18.2和 athsp70b）和胁迫相关基因（ atapx2和 atgols1）的表达，提高了转基因拟南芥的热和盐胁迫耐受性。 zmhsf05通过上调拟南芥中的 hsps来提高耐热性，回补了 athsfa2突变体的耐热性的缺陷。 zmhsf06是定位于花粉的特异性表达基因，在拟南芥中过表达 zmhsf06增强了拟南芥的基础耐热性和获得性耐热性。 zmhsf08受到盐、干旱和脱落酸（aba）处理的诱导，并在盐胁迫和干旱胁迫下负调控许多胁迫/aba响应基因。 zmhsf11通过负调控氧化应激相关基因（hsp17和hsfa2）的表达来降低植物对热胁迫的耐受性。最近，li的研究显示zmhsf20通过 zmhsf20-zmhsf4-zmcesa2模块作为调节热应激的负因子，zmhsf20可以结合 zmcesa2和 zmhsf4的启动子，而 zmhsf4可以直接激活 zmcesa2的表达，正向调控热信号。这些研究表明，hsf转录因子广泛参与玉米在非生物胁迫下的耐受力，因此，挖掘hsf转录因子家族中能够响应相关高温胁迫的基因对提高玉米的耐热性具有重要的意义。

4、公开于该背景技术部分的信息仅用于加深对本公开的背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本技术发明人以前期在实验室的玉米高温转录组中筛选到的显著受高温胁迫上调的热激转因子 zmhsfa3为基础，对 zmhsfa3基因响应高温胁迫的转录水平进行进一步确定，并对其启动子区域顺式作用元件、组织表达模式、亚细胞位点进行分析，最后确定了 zmhsfa3基因对于玉米原生质体高温耐性的调控作用。该基因在正常条件下定位于细胞核中，在高温条件下其定位位点会转移到细胞质中，形成核质定位；其编码一个含有508个氨基酸的蛋白；在胚中表达量最高，在苞叶中几乎不表达。研究表明 zmhsfa3转录活性受到激素信号及逆境胁迫影响，在玉米高温响应中起重要作用，可以抑制高温中mda含量的增加，促进cat酶活性的提高，进而提高玉米原生质体在高温中的耐性。

2、本技术公开的第一方面，涉及一种玉米热激转录因子基因 zmhsfa3，其dna序列如seq id no.1所示。

3、本技术公开的第二方面，涉及一种玉米热激转录因子基因 zmhsfa3的编码蛋白，其氨基酸序列如seq id no.2所示。

4、本技术公开的第三方面，将玉米热激转录因子基因 zmhsfa3或其编码蛋白应用在制备调控玉米耐高温性状的试剂中。

5、本技术公开的第四方面，将玉米热激转录因子基因 zmhsfa3或其编码蛋白应用在制备调控玉米mda含量和/或cat酶活性的试剂中。

6、本技术公开的第五方面，将玉米热激转录因子基因 zmhsfa3或其编码蛋白应用在调控玉米mda含量和/或cat酶活性中。

7、本技术公开的第六方面，将玉米热激转录因子基因 zmhsfa3应用在选育有关玉米耐高温胁迫性状的品种/品系中。

8、本技术公开的第七方面，将热激转录因子基因 zmhsfa3应用在提高玉米原生质体的高温耐性中。

9、本技术公开的第八方面，将热激转录因子基因 zmhsfa3应用在制备提高玉米原生质体的高温耐性的试剂中。

10、本技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下任一技术效果或优点：

11、 zmhsfa3在正常条件下定位于细胞核中，在高温条件下其定位位点会转移到细胞质中，形成核质定位；其编码一个含有508个氨基酸的蛋白；在胚中表达量最高，在苞叶中几乎不表达； zmhsfa3转录活性受到激素信号及逆境胁迫影响，在玉米高温响应中起重要作用，可以抑制高温中mda含量的增加，促进cat酶活性的提高，进而提高玉米原生质体在高温中的耐性。对该基因功能的解析和利用能够为培育耐高温玉米优良品种提供重要的基因资源，对促进玉米耐高温机制的理解具有重要意义。