TaNAC提高转基因烟草的抗旱功能

TaNAC提高转基因烟草的抗旱功能

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中国烟草学报 2010年12月第16卷第6期

生物技术

TaNAC提高转基因烟草的抗旱功能

刘美英1,2,冶晓芳2,唐益苗2,高世庆2,张 朝1,2,赵昌平2,陈学平1

1中国科学技术大学研究生院,化学系,合肥市金寨路96号230026;

2北京市农林科学院,杂交小麦工程技术研究中心,北京市海淀区西郊板井曙光花园中路9号100097

摘 要:NAC(NAM ATAF CUC)转录因子在植物逆境胁迫应答反应中发挥重要作用。通过同源克隆的方法从小麦中分离得到一个编码NAC转录因子的基因 TaNAC,该基因编码的蛋白序列结构特殊,N端为保守性差的NAC保守域,只包含A,B,D3个亚结构域,进化关系上与DREB家族更近,其C端共同享有多个基序。实时荧光定量PCR实验证实TaNAC基因受干旱诱导24h后强烈表达。将该基因构建到PBI121双元植物表达载体的35S启动子下游,通过农杆菌介导的叶盘转化法转入烟草,获得T1代转基因苗。模拟干旱胁迫处理实验表明,过量表达TaNAC的转基因烟草表现出明显优于野生型对照的抗旱功能,说明TaNAC基因的过量表达能够提高烟草抗旱能力,TaNAC可以作为烟草抗旱育种的优良候选基因资源。关键词:NAC;转录因子;系统进化树;干旱胁迫;转基因烟草doi:10 3969/j.issn.1004 5708 2010 06 016中图分类号:S572 032

文献标识码:A

文章编号:1004 5708(2010)06 0082 07

EffectsofTaNACondroughtresistanceintransgenictobaccos

LIUMei ying1,2,YEXiao fang2,TANGYi miao2,GAOShi qing2,ZHANGZhao1,2,

ZHAOChang ping2,CHENXue ping1

1DepartmentofChemistry,GraduateSchoolofUniversityofScienceandTechnologyofChina,Hefei230026,China;

2BeijingEngineeringandTechniqueResearchCenterofHybridWheat,BeijingAcademyofAgricultural

andForestryScience,Beijing100097,China

Abstract:NAC(NAM ATAF CUC)transcriptionfactorsplayimportantrolesinvariousstressresponse.Inthisstudy,oneNACgenenamedTaNACencodingaNACproteininwheat(TriticumaestivumL.)wasidentified.TheputativeTaNACpro teinstructurewasspecial.TheNterminalDNAbindingdomainconsistedofonlythreesubdomains(A,B,D),whiletheC terminalwassimilartotheDREBprotein,sharingseveralmotifs.Real timePCRconfirmedthatTaNACwasstronglyinducedafter24hunderdroughttreatment.TaNACwasconstructedintoPBI121byconnectionwith35Spromoter;transgenicseedlingswereobtainedbyAgrobacterium paringtowildtypes,overexpressionofTaNACgeneshowedsignificantdroughtresistanceintransgenictobaccos.ItalsoindicatedthatTaNACwasexcellentcandi dateforplantdroughtbreeding.

Keywords:NAC;transcriptionfactor;phylogenetictree;drought;transgenictobacco

NAC(NAM ATAF CUC)转录因子是近十几年来

作者简介:刘美英,女,硕士,主要研究方向:作物遗传育种,E mail:

liumy@

陈学平(通讯作者),男,博士,副教授,主要研究方向为作物遗传育种,E mail:chenxp08@

基金项目:国家转基因生物新品种培育重大专项(2008ZX08002 002,

2008ZX08002 003,2008ZX08002 004)

收稿日期:2010 06 02

新发现的具有多种生物功能的植物特异转录调控因子。Aida等首先报道了NAC结构域,发现矮牵牛NAM基因和拟南芥ATAF1/2和CUC2基因编码蛋白的N端均包含一段保守的氨基酸序列,取其首字母命名为NAC[1]。第1个NAC转录因子由Souer等从矮牵牛中克隆得到[2],随后在拟南芥、水稻、小麦、大豆等物种中