一段AT2G28200基因在提高植物抗旱性能中的应用

本发明属于基因工程，具体涉及一段at2g28200基因在提高植物抗旱性能中的应用。

背景技术：

1、由于人类活动造成的气候变化及水资源短缺，对全球农业生产造成了挑战。这种情况在未来30年可能会更加严重，预计到2050年地球上超过50％的地区将出现水资源短缺、干旱。干旱等非生物胁迫会严重影响植物的生长发育造成，中介导致全球农业产生重大损失。因此，提高农作物自身抗/耐旱性，选育抗/耐旱农作物品种成为降低农业损失的关键，也是农业可持续发展的重要途径。然而由于植物抗旱/耐旱性的分子机制、遗传机理尚未完全阐明，导致抗/耐旱性作物品种稀缺，限制了抗旱/耐旱性品种的培育和应用。因此，深入挖掘抗/耐旱相关基因，对作物抗旱品种的栽培和育种都有重要的理论意义和实践价值。

2、植物在进化过程中，形成了复杂的应对干旱的调控网络，主要包括避旱、抗旱、耐旱和胁迫后的干旱恢复，其中抗旱和耐旱是提高植物抗旱性的主要机制。“避旱”是指植物通过调整生育周期来避开逆境，在相对适应的环境中完成其生长繁殖。“抗旱”是指植物通过调节根系生长、叶片结构、气孔运动、光合作用等形态和生理特征应对干旱，优化水分吸收并减少水分损失。“耐旱”是指植物通过渗透调节和抗氧化防御系统来维持细胞膨胀、清除有害物质，从而耐受中度和重度干旱。在干旱胁迫反应中，众多干旱响应基因被激活，参与了复杂的转录调节网络。

3、转录因子(transcription factors,tfs)如dreb、erf、myb、wrky和锌指转录因子等，通过调控下游基因的表达，响应外界环境的变化，在植物生长调控中发挥重要作用。其中，锌指蛋白转录因子在植物中非常丰富，文献报道，拟南芥、矮牵牛、小麦、棉花、大豆和水稻等植物中均含有锌指蛋白转录因子。拟南芥中含176个c2h2型锌指蛋白，分为a、b、c三个亚家族，其在植物生长发育中发挥重要作用。由于多因子协同影响植物生长发育，目前尚未完全阐明具体锌指蛋白的在植物生长发育、植物抗逆抗旱中的作用。

4、专利103361359a《一种高山离子芥ch锌指转录因子基因、编码产物的氨基酸序列》中公开了“一种高山离子芥c2h2锌指转录因子fzf基因的核苷酸序列”，可以提高植株的抗冻性。但对于具有提高植物的抗旱性能的基因，还少有报道。因此，提供有必要提供一种用于植物抗旱的基因，以提高植物的抗旱性能。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，发明人发现、确定了at2g28200基因的抗旱作用，并将at2g28200基因应用于转基因植物，提高植物抗旱性能。

2、发明人经过长期筛选，在拟南芥中，发现一段at2g28200基因。克隆该基因，经深入研究发现，拟南芥过表达at2g28200基因后，对干旱胁迫的耐受性显著增强；而且at2g28200基因突变的植株，对干旱胁迫的耐受性明显下降，表明本发明at2g28200基因具有提高植物耐旱性的功能，可为抗逆作物分子育种提供新的基因资源，可利用该基因培育抗逆新品种、新材料，在植物基因工程领域中展现重要价值。

3、所述at2g28200基因，来源于拟南芥(arabidopsis thaliana)，具有耐旱胁迫的作用。

4、为达到上述目的，本发明具体通过以下技术方案实现。at2g28200基因在提高植物抗旱性能中的应用，所述at2g28200基因的核苷酸序列如seq id no.1所示。发明人克隆了seq id no.1所示的at2g28200基因编码区序列，通过实验证明其具有提高植物耐旱性的能力。

5、seq id no.1：

6、atgatgatgggtcaagatgaggttgggagtgatcagacgcaaatcataaaagggaaacgtacgaagcgacaaagatcgtcttcgacgtttgtggtgacggcggcgacaacagtgacttcaacaagttcatcggccggtggaagtggaggagaaagagctgtttcagatgaatacaactcggcggtttcgtctccggtgactactgattgtacgcaagaagaagaagacatggcgatttgtctcatcatgttagctcgtgggacagttcttccatcgccggatctcaagaactcgagaaaaattcatcagaagatttcgtcggagaattctagtttctatgtgtacgagtgtaaaacgtgtaaccggacgttttcgtcgttccaagcacttggtggacacagagcgagccacaagaagccgaggacgtcgactgaggaaaagactagactacccctgacgcaacccaagtctagtgcatcagaagaagggcaaaacagtcatttcaaagtttccggctcagccctagcttcacaggcaagtaacatcatcaacaaggcaaacaaagtacacgagtgttccatctgcggttctgagttcacttccgggcaagctctcggtggtcacatgaggcggcacaggacagccgtaaccacgattagccccgttgcagccaccgcagaagtaagcagaaacagtacagaggaagagattgagatcaatataggccgttcgatggaacagcagaggaaatatctaccgttggatcttaatctaccagcaccagaagatgatctaagagagtcaaagtttcaagggatagtattctcagcaacaccagcgttaatagattgtcattactag

7、优选的，at2g28200基因编码的蛋白氨基酸序列如seq id no.2所示。

8、seq id no.2：

9、mmmgqdevgsdqtqiikgkrtkrqrssstfvvtaattvtstsssaggsggeravsdeynsavsspvttdctqeeedmaiclimlargtvlpspdlknsrkihqkissenssfyvyecktcnrtfssfqalgghrashkkprtsteektrlpltqpkssaseegqnshfkvsgsalasqasniinkankvhecsicgseftsgqalgghmrrhrtavttispvaataevsrnsteeeieinigrsmeq qrkylpldlnlpapeddlreskfqgivfsatpalidchy

10、一种提高植物抗旱性能的方法，利用权利要求1的所述at2g28200基因构建转基因植株。在植物中通过转基因的方式表达或超表达上述at2g28200基因，提高at2g28200基因的表达量和/或活性，得到转基因植物；所述转基因植物的耐旱性高于所述受体植物。

11、优选的，使用特异引物对扩增上述at2g28200基因，特异引物对序列如seq idno.3所示。

12、seq id no.3：

13、上游引物：atgatgatgggtcaagatgaggttg

14、下游引物：gtaatgacaatctattaacgctggtgtt

15、优选的，使用重组载体超表达at2g28200基因，该重组载体含有如seq id no.1所示的核苷酸序列。

16、优选的，所述重组载体的基础载体包括pcambia1391载体，所述at2g28200基因插入所述表达载体的bamh i的酶切位点之间。

17、优选的，将所述重组载体导入细胞形成转化体。

18、优选的，所述转化体为根癌农杆菌和/或植物细胞，所述生物体为转基因拟南芥。

19、优选的，所述受体植物为拟南芥、矮牵牛、小麦、棉花、大豆或水稻。

20、一种用于扩增上述at2g28200基因的引物对，特异引物对序列如seq id no.3所示，用于扩增如seq id no.1所示的基因。

21、一种用于提高植物抗旱性能的重组载体，该重组载体含有如seq id no.1所示的核苷酸序列。

22、一种用于提高植物抗旱性能的转化体，该转化体含有上述重组载体。

23、通过以上技术方案，本发明取得的有益效果为：

24、本发明提供了一种耐旱at2g28200基因，通过遗传转化的方法在拟南芥中将该基因超表达，可显著提高植株耐旱性，能有效改善植物的耐旱能力，生产上可有效降低植物耗水量，为植物抗旱分子育种提供新的基因资源。可利用基因工程手段提高该基因在其他作物中的表达，从而提高其他作物的耐旱性。