毛果楊PtHSFA4a基因及其氨基酸序列和應用
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種毛果楊P地SFA4a基因及其氨基酸序列和應用。
【背景技術】
[0002] 隨著社會經濟發展，環境污染日趨嚴重，原有的森林樹種將會遇到與自然選擇下 有重大不同的環境脅迫壓力。為保障人類生存環境和生活質量不再劣化，人類必須學會協 助林木去更好更快地適應所遇到的各種隨人類社會現代化而加劇和新出現的環境脅迫因 素。由于林木生長周期長，遺傳雜合性高，遺傳機理不明，利用常規育種手段往往難W滿足 不同目的定向培育樹木新品種的要求。近年來生物技術的發展W及分子育種研究的興起， 為利用基因工程手段改良林木、加速林木新品種的選育奠定基礎。在植物抗逆分子育種中， 作為一個轉錄因子可W調控多個與同類性狀有關的基因的表達，與導入或改良個別功能基 因相比，導入或改良一個轉錄因子是提高作物抗逆性更為有效的方法和途徑。因此，研究抗 逆相關的轉錄因子的調控機制對于研究植物的抗逆機理進而培育出抗逆性強的植物具有 重要意義。毛果楊做為一個遺傳背景清楚的模式植物，為林木遺傳改良提供了很好的原材 料。
[0003] 鋒狂n)作為植物體內多種關鍵酶的輔因子，參與植物蛋白結合、酶活性的調節、 轉錄水平調控、翻譯水平調控及信號轉導等生命活動，是植物生長發育所必需的微量元素 之一。但是，化過量也會影響植物的正常生長發育，嚴重時甚至會導致植株死亡。研究發 現，植物和其他生物主要通過對化的馨合、外排、隔離W及活性氧（RO巧清除等途徑防御鋒 誘導的損傷。植物化抗性的分子機制主要集中在化轉運子的研究上。而對其轉錄因子調 控植物中重金屬、特別是化解毒的作用機理研究的很少。
[0004] 熱激轉錄因子化SFs)是一個重要的響應非生物脅迫的轉錄因子家族，在植物抗 逆環境中發揮著十分重要的作用。是生物體在熱脅迫和其他脅迫條件下基因轉錄激活信號 轉導通路中的重要成員。對于服Fs對重金屬的抗逆調節，目前只發現水稻和小麥的服FA4a 基因特異性地參與對儒（Cd)脅迫的應答，在植物中還沒有發現HSFs基因對其他重金屬脅 迫有特異性的抗性。
【發明內容】
[0005] 本發明提供一種毛果楊基因及其氨基酸序列和應用。
[0006] 本發明毛果楊P地SFAa基因的核巧酸序列如序列表中SEQIDNO:1所示。
[0007] 本發明編碼毛果楊Pt服FAa基因的氨基酸序列如序列表中SEQIDNO:2所示。
[0008] 本發明毛果楊P地SFAa基因的應用是指在提高植物在高化脅迫下抗逆能力上的 應用。
[0009] 本發明公開了毛果楊中的P地SFA4a轉錄因子的應用，本發明利用農桿菌介導法 在擬南芥中過表達該基因，獲得的擬南芥轉基因株系有效地提高了植物對高化脅迫下的 耐受性的特征。在高化脅迫下對P地SFAa轉基因擬南芥株系和WT(野生型擬南芥株系）的 細胞的受損情況、生理指標進行了觀察，發現在高Zn脅迫下轉基因株系細胞受損程度明顯 低于WT并且生理指標的結果也驗證了P地SFA4a基因的過表達株系抗逆能力明顯高于WT。 通過本發明首次發現服Fs特異性的提高植物在高化脅迫下的抗性，可培育出抗高化的轉 P地SFA4a基因的新品種，對林木分子育種的新品種培育方面具有重要的理論及實際意義。
【附圖說明】
[0010] 圖1為毛果楊服FA4a基因PCR產物的膠回收電泳圖譜，M為DL2000DNAMarker， 1~5為PCR產物；
[0011] 圖2為實時巧光定量PCR分析在化Cl脅迫下毛果楊葉片中P地SFA4a基因的表達 數據圖；其中a為脅迫化，b為脅迫比，C為脅迫化，d為脅迫IOh;
[0012] 圖3為實時巧光定量PCR分析在ABA脅迫下毛果楊葉片中P地SFA4a基因的表達 數據圖；a為脅迫化，b為脅迫化，C為脅迫地，d為脅迫化；
[0013] 圖4為實時巧光定量PCR分析在陽G6000脅迫下毛果楊葉片中P地SFA4a基因的 表達數據圖；a為脅迫化，b為脅迫比，C為脅迫化，d為脅迫IOh;
[0014] 圖5為實時巧光定量PCR分析在化Cls脅迫下毛果楊根、莖、葉處的P地SFA4a基 因的表達數據圖；a為脅迫化，b為脅迫比，C為脅迫化，d為脅迫IOh;
[0015] 圖6為實時巧光定量PCR分析在化S〇4脅迫下毛果楊根、莖、葉處的P地SFA4a基 因的表達數據圖；a為脅迫化，b為脅迫比，C為脅迫化，d為脅迫IOh;
[0016] 圖7為實時巧光定量PCR分析在CdClz脅迫下毛果楊根、莖、葉處的P地SFA4a基 因的表達數據圖；a為脅迫化，b為脅迫比，C為脅迫化，d為脅迫IOh;
[0017] 圖8為實時巧光定量PCR分析在化S〇4脅迫下毛果楊根、莖、葉處的P地SFA4a基 因的表達數據圖；a脅迫化，b為脅迫比，C為脅迫化，d為脅迫16h;
[0018] 圖9為實時巧光定量PCR分析在AgN〇3脅迫下毛果楊根、莖、葉處的P地SFA4a基 因的表達數據圖；a脅迫化，b為脅迫比，C為脅迫化，d為脅迫16h;
[0019] 圖10為P地SFA4a過表達載體轉入農桿菌中PCR電泳檢測圖，M為化2000DNA Marker, 1-4 為P地SFA4a基因；
[0020] 圖11為P地SFA4a基因的亞細胞定位分析；
[0021] 圖12為P地SFA4a轉基因擬南芥在卡那霉素的1/2MS培養基篩選情況；
[002引圖13為被卡那霉素篩選后的T。代P地SFA4a轉基因擬南芥基因組水平上的PCR檢 測，M為化2000DNAMarker,D為陽性對照，WT為陰性對照，1~22為轉基因植株；
[0023] 圖14提取P地SFA4a轉基因擬南芥陽性植株的轉錄水平上的PCR檢測，M為 DL2000DNAMarker,D為陽性對照，1~12為轉基因植株；
[0024] 圖15為野生型擬南芥植株根部巧光圖；
[00巧]圖16為P地SFA4a轉基因擬南芥植株根部巧光圖；
[0026] 圖17為在化脅迫下WT和P地SFA4a轉基因擬南芥的萌發率比較圖；
[0027] 圖18為WT和P地SFA4a轉基因擬南芥種在1/2MS培養基中生長10天的根部情況 對比圖；
[002引 圖19為WT和P地SFA4a轉基因擬南芥種在含化S04Immol/L的1/2MS培養基中 生長10天的根部情況圖；
[0029] 圖20為野生型擬南芥和轉基因擬南芥種入±中3周后苗生長情況圖；
[0030] 圖21為對±培3周的苗進行Imol/L的化S〇4誘灌處理恢復10天后的苗生長情 況圖；
[0031] 圖22為用Imol/L的化S〇4溶液分別誘灌轉基因和野生型擬南芥±培苗20h、40h 和6化后取其葉片進行的NBT染色圖；
[0032] 圖23為用Imol/L的化S〇4溶液分別誘灌轉基因和野生型擬南芥±培苗20h、40h 和6化后取其葉片進行的DAB染色圖；
[0033] 圖24分別用取在培養基中培養6d的WT和轉基因擬南芥苗，放入含0. 5mol/l、 Imol/L和1. 5mol/L的化S〇4培養基中培養1化后在苯胺藍中染色圖；
[0034] 圖25為在化脅迫下WT和P地SFA4a轉基因擬南芥植株MDA含量測定圖；其中a 為WT，b為line2,C為脅迫line4,d為脅迫line5 ;
[0035] 圖26為在化脅迫下WT和P地SFA4a轉基因擬南芥植株SOD活性測定圖；其中a 為WT，b為line2,C為脅迫line4,d為脅迫line5 ;
[0036] 圖27為在化脅迫下WT和P地SFA4a轉基因擬南芥植株POD活性測定圖；其中a 為WT，b為line2,C為脅迫line4,d為脅迫line5 ;
[0037] 圖28為在化脅迫下WT和P地SFA4a轉基因擬南芥植株&化含量測定圖；其中a 為WT，b為line2,C為脅迫line4,d為脅迫line5 ;
[003引 圖29為在化脅迫下WT和P地SFA4a轉基因擬南芥植株相對電導率測定圖；其中 a為WT，b為line2,C為脅迫line4,d為脅迫line5。
【具體實施方式】
【具體實施方式】 [0039] 一：本實施方式毛果楊P地SFA4a基因的核巧酸序列如序列表中SEQ IDNO:1 所示。
[0040] 本實施方式公開了毛果楊中的P地SFA4a轉錄因子的編碼基因和應用，本實施方 式利用農桿菌介導法在擬南芥中過表達該基因，獲得的擬南芥轉基因株系有效地提高了植 物對高化脅迫下的耐受性的特征。在高化脅迫下對P地SFAa轉基因擬南芥株系和WT(野 生型擬南芥株系）的細胞的受損情況、生理指標進行了觀察，發現在高化脅迫下轉基因株 系細胞受損程度明顯低于WT并且生理指標的結果也驗證了P地SFA4a基因的過表達株系抗 逆能力明顯高于WT。通過本發明首次發現服Fs特異性的提高植物在高化脅迫下的抗性， 可培育出抗高化的轉P地SFA4a基因的新品種，對林木分子育種的新品種培育方面具有重 要的理論及實際意義。<