水稻锌指蛋白转录因子新基因及抗旱耐盐应用
水稻锌指蛋白基因研究进展
基序 ， 因此将其重新定义为 Ｃ Ｘ Ｃ Ｘ ４ ＿ ６ Ｃ Ｘ Ｈ 。
的相互作用 ，通 过成熟的转基 因技术表 达一些 锌指蛋 白来改 良农作 物的遗传性状 。但 目前对水 稻锌指蛋 白
基 因 的功 能研 究 还 不 够 全 面 ， 挖 掘 到 的 可用 基 因 不 多 ，
２ 水稻锌指蛋 白类型和结构特点
的具有基 因表达或功能特点 的基 因已超 过 ４ ０个 ， 主要 是 与环境胁迫相 关 ， 也有与生长发育或 生物胁迫相关 。 有些锌指 蛋 白还可 以在水稻不 同的组 织 、不同 的发育
阶段 具 有 多 种 功 能 ，特 别 是 可 以增 强 水 稻 一 种 或 多 种
锌指蛋 白的分类方 法包 括但不仅 限于上述 ５ 种 ，一般 都是结合锌指结构 的半胱 氨酸 、组氨酸残基的位置和 数 目或是锌指 的功 能为依 据来 划分 ，但 目前仍 以第一 种分类法被文献引用较 多。随着 被报道的锌指蛋 白越 来越多 ， 由半胱氨 酸（ Ｃ ） 、 组 氨酸（ Ｈ） 和其他氨基酸 （ ｘ） 构成 的锌指蛋 白基序也在 不断被更新 。如 Ｂ ｅ ｒ ｇ等ｉ ｓ ］ 对
Ｃ ３ Ｈ 型 锌 指 蛋 白基 序 最 初 定 义 为 Ｃ Ｘ ６ ＿ ｌ ４ Ｃ Ｘ ４ － ５ Ｃ Ｘ ３ Ｈ；
Ｗａ ｎ ｇ 等＿ ｌ ３ ｌ 经 过对 拟南 芥和 水稻 中 Ｃ ， Ｈ锌指 基序 的详
细分析 ，发现了 ５ 种在 Ｂ ｅ ｒ ｇ 分类法 中没有提到的 Ｃ Ｈ
抗逆功能 已被鉴 定和应用 。随着对水稻 锌指蛋 白结构 和基 因功 能研究 的不断深入 ，有望通过设计更 多人工 锌指蛋 白来研究 目的基 因的表达 调控 、核酸及 蛋 白质
锌 指蛋 白（ ｚ ｉ ｎ ｃ ｉ ｆ ｎ ｇ ｅ ｒ ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｉ ｎ ） 是 一类 通 过结 合 锌
一个新的水稻C2H2型锌指蛋白cDNA的克隆与序列分析
ｉ ｅ Ｄ Ａ ｆ ｍ ｉ ｆ ｇ ｒｃ Ｎ ｏ ｒ ｅ （ ｒｚ ａｉ ） ｎ ｒ ｃ Ｏ ｙａｓｔ ａ Ｌ． ｖ
Ｈ Ａ Ｇ Ｊ ，ＺＬＮ ｏ ｇ ｈｎＩ ，Ｃ Ｏ Ｙ － ｎ，Ｗ？ Ｇ Ｄ ｎ Ｕ Ｎ ｉ ＩＡ Ｇ Ｈ ｎ－ ｅｇ － ｓ Ａ ａ ｕ ｊ ￣ ｏｇ，ＷＡ Ｇ Ｊ ｆ Ａ Ｇ Ｊ － ｕ Ｎ Ｎ ｉ ｅ ，Ｙ Ｎ ｎｓ ｉ ｍ． ｉ ｉ ｈ２ （ ． Ｎ ｔｎｌ ｅ ａ ｆ ｒｐＧ ｎｔ ｓ ｎ ｅ ｐａｍ Ｅ ｈｎｅ ｅ １ ａｏａ Ｋ ｙＬｂｏ Ｃｏ ｅ ｅｃ ａｄＧ ｒ ｌ ｎａ ｃｍ ｍ，Ｎ ｉ ｓ ｃＵ ｉ， ｉ ｉ ｍ ｓ ａ ｎ Ａ ｎ ｎ ｇ ｖ
Ｎ ｎｎ １０５ ｈ ａ ．Ｉ ｔｕ ｅｅｃ，ＦｄｎＵ ｉ，ｓａｇａ ２０３ ，Ｃｉ ） ａｉｇ２０９ ，Ｃ ｉ ；２ ｎ ｉｔｏ Ｇｎｔｓ ｕａ ｎ ｉ ｎ ｓｔｅ ｆ ｉ ｖ ｈｎｌｉ０４３ ｈｎ １ ａ 锌指蛋 白 （ｉ ｎｅ ｒｅ ）是一类 具有 “ ｚ ｃｆｇｒ ｏ ｉ ｎｉ ｐ ｔｎ 手指状 ”结构域 的转录 园子 ，负责 调控 基因 的表达 。锌 指蛋 白主要 通 过 与 核 酸 的相 互作 用 ，显示 出不 同 的功 能 ，如 促 进 转 录 、抑 制 转 录 、单 链 Ｄ Ａ结 合 、 Ｎ Ｉ Ａ结合 或 Ｒ Ａ Ｄ Ａ双向结合 ＿等 Ｃｓ／ ｉ Ｋ Ｎ Ｎ ／Ｎ ｌ － ｙ２Ｈｓ 锌指 （ ２型 也称 盯 ⅢＡ型 ）是真 核生 物 的转 录 因子 中结 构描 述的最 为清楚 的转 录因子 ，其锌 指区为 ｃ 一Ｃ ３ＸＬ ２Ｘ Ｈ的结 构Ｌ 。植 物中 目前 已经克 隆了 ４Ｘ Ｆ ５ＸＨ ３５ ２ Ｊ
中登陆 ，登陆号为 ：Ａ ０７２。 Ｙ ７７５
ｌ 材 料 和 方 法
１１ 植物 材料 ．
水稻耐盐性基因的鉴定和功能分析
水稻耐盐性基因的鉴定和功能分析水稻是我国主要的农作物之一，而且是世界上最重要的粮食作物之一。
然而，随着气候变化和人口增长的压力，土地盐碱化问题越来越严重，给粮食作物的生产带来了很大的挑战。
水稻耐盐性是解决这个问题的关键，而水稻耐盐性基因的鉴定和功能分析对于培育抗盐水稻具有重要的意义。
1. 盐胁迫对水稻生长的影响盐胁迫是指土壤中钠离子或氯离子的浓度升高，导致水稻根部细胞内外离子浓度失衡，影响水稻的生长发育。
盐胁迫环境下，水稻的叶片会出现焦枯和黄化现象，表现为植株矮化、生长缓慢、减少叶面积、减少产量等。
2. 水稻耐盐性基因的鉴定水稻耐盐性基因的鉴定主要是通过转录组学和基因组学分析来实现的。
通过比较正常生长和盐胁迫下水稻基因的表达谱，找到在盐胁迫环境下高表达的基因。
这种方法可以鉴定出许多具有耐盐抗旱功能的基因，包括转录因子、膜通道、信号传导和抗氧化等基因。
3. 水稻耐盐性基因的功能分析在水稻耐盐性基因鉴定的基础上，还需进行对功能的研究以便深入了解基因的功能和调节机制。
水稻耐盐性基因功能分析方法主要有四种：鉴定突变型、过量表达、RNAi抑制和信使RNA互换。
通过这些方法，可以深入了解相应基因对水稻耐盐性的作用机制，同时也为培育更加耐盐的水稻品种提供了重要合理的科学依据。
4. 未来的研究方向虽然这项研究已经有了一定成果，但是也有一些问题需要我们克服。
未来研究的重点应该放在以下几个方面：(1)深入探究水稻极端干旱或盐碱胁迫下基因调控机制。
(2)深入研究水稻耐盐、抗逆基因网络，重点解决调控机制不明、作用机理不详等难题。
(3)通过编辑基因工艺，将水稻抗旱、耐盐、抗病等基因直接注入水稻中，进一步提高水稻的抗逆性。
(4)推广高产、耐盐的水稻种质资源，缓解全球粮食危机。
总之，水稻耐盐性基因的鉴定和功能分析对于培育抗盐水稻和增加粮食产量具有重要的意义，未来的研究应该更加深入和系统，通过多个渠道不断推进水稻品种的改良和提高，为粮食生产做出贡献。
水稻耐盐基因分子机制研究
水稻耐盐基因分子机制研究水稻是世界上最重要的粮食之一，也是全球人口最多的国家，尤其是亚洲地区的主要粮食之一。
然而，水稻生长所需的土壤和水质通常带有高盐度，而高盐度严重影响水稻的生长和产量。
因此，研究水稻的耐盐性和盐逆转录调控网络对于实现粮食安全至关重要。
过去几年，逆转录组学研究表明，许多转录因子在水稻的耐盐性中起着关键作用，例如Hsf、MYB和NAC等家族的转录因子。
最近的一些逆转录组研究表明，转录因子WRKY在调节水稻耐盐性方面也扮演着重要角色。
每个WRKY转录因子都包含N端的DNA结合区域和C端的蛋白质调节区域。
在DNA结合区域，WRKY转录因子与W-box（TGAC/C）互作，从而调节下游基因的转录。
在蛋白质调节区域，WRKY转录因子参与了信号转导途径的调控，例如钙离子信号转导途径和乙烯信号转导途径。
除了转录因子，一些非编码RNA也参与了调节水稻耐盐性的过程中。
例如，miRNA156、miRNA166和miRNA172等miRNA在水稻的耐盐性过程中起着重要作用。
miRNA166和miRNA172分别与bHLH和AP2家族的转录因子相互作用，从而影响了水稻盐胁迫下的根系生长和生理反应。
此外，miRNA156参与水稻气孔发育的调节，从而影响水稻的干旱和盐耐性。
另外，许多结构蛋白参与了水稻的盐逆境耐受性调节，例如膜转运蛋白、酶、蛋白质和核酸酸。
这些蛋白质通过细胞内外物质的转移和代谢调节水稻对盐逆境的反应，从而提高盐逆境下的耐受性。
总之，水稻耐盐性是由多个基因和分子机制调节的复杂过程。
随着逆转录组和蛋白质组技术的不断发展，我们将更好地理解这些耐盐机理，改善水稻种植质量并实现全球粮食安全。
转录因子的研究与临床应用
转录因子的研究与临床应用转录因子是一类在基因表达调控中起重要作用的蛋白质。
它可以结合到特定的DNA序列上，通过改变RNA聚合酶的可及性和特异性，最终影响基因的转录和翻译。
从而影响细胞功能、发育和疾病进展等生理过程。
近年来，随着基因组学、蛋白质组学等技术的不断发展，转录因子在疾病诊断、治疗和预防等方面的应用得到了广泛关注。
一、转录因子的类型和功能转录因子按照它们结构和功能的不同可以分为两大类：一类是DNA结合蛋白，主要包括锌指蛋白、NAC蛋白、家族结合蛋白等，它们通过与响应元件结合调控基因的表达；另一类是转录辅助因子，在调控基因表达过程中起到协同作用，如转录激活子、转录抑制子等。
转录因子在细胞的发育和分化中起到重要的作用。
例如，C/EBP转录因子家族在肝脏和脂肪组织发育中发挥重要作用，GATA转录因子在造血和心脏发育中的功能被广泛研究。
此外，转录因子还可以促进或抑制肿瘤的发生和进展，例如p53、MYC、BCL6等转录因子在多种肿瘤中的作用备受关注。
二、转录因子的研究技术转录因子的研究需要一系列的技术手段。
其中最基础和最常用的方法是电泳迁移实验（Electrophoretic Mobility Shift Assay，EMSA）。
EMSA可以用来检测转录因子结合DNA的亲和力和特异性。
同时，随着基因组学和蛋白质组学技术不断发展，high-throughput技术的诞生也极大地促进了转录因子的研究。
例如，ChIP-seq技术（Chromatin Immunoprecipitation coupled with high-throughput sequencing）可以检测整个基因组中转录因子的结合位点和作用机制。
同时，拟南芥作为重要模式生物，其转录因子基因组已被测序。
研究人员可以通过大规模转录因子原位混合搭配实现对某一靶基因转录因子的全面检测，以期了解不同转录因子的生物学功能及其相互作用。
三、转录因子在临床的应用转录因子的应用已经拓展到临床疾病的诊断、治疗和预防等多个方面。
水稻玉米CIPK基因家族的比较和水稻锌指蛋白基因ZFP252功能研究
水稻/玉米CIPK基因家族的比较和水稻锌指蛋白基因ZFP252功能研究钙是信号转导途径中一个重要的第二信使,细胞通过各种钙感受器蛋白解码钙信号,激活下游的基因表达和生理反应。
其中,类钙调磷酸酶B亚基蛋白(calcineurin B-like protein, CBL)是一类典型的钙感受器,与其靶蛋白CIPK( CBL-interacting protein kinase)蛋白激酶构成了独特的钙信号网络系统,在调控植物逆境应答中起重要作用。
本研究利用生物信息学玉米中鉴定了43个CIPK基因,并从基因的结构、进化和表达等方面与水稻CIPK基因家族进行了比较分析。
水稻和玉米CIPK基因的结构非常相似,都可以明显分为多内含子(Intron-rich)和少内含子(Intron-less)两类基因。
两个基因家族编码的氨基酸序列比较保守,都含有一个丝氨酸/苏氨酸激酶结构域和一个与CBL蛋白互作所必需的NAF基序。
通过比较玉米和水稻、拟南芥和杨树,发现在CIPK基因进化过程中玉米与水稻的关系非常密切,但是玉米CIPK 家族复制出了许多高同源性的成员,而其中一些有可能是功能退化的假基因。
基因芯片数据和半定量RT-PCR显示玉米9个CIPK基因受盐、旱、冷或热的诱导,而且与水稻中同源性最高的CIPK基因的逆境表达谱比较一致,可能具有相似或相同的功能。
这些结果为植物CIPK基因家族以及C BL-CIPK信号网络的研究提供了一些理论基础。
锌指蛋白(zinc finger protein)在基因表达调控、生长发育和逆境应答等生命过程中具有重要作用。
水稻ZFP252基因编码一个C2H2型锌指蛋白,是一个耐逆相关的转录因子,过量表达ZFP252显著提高了转基因水稻的耐盐和耐旱性。
为了研究ZFP252基因的功能及其分子机制,我们利用基因芯片分析了过量表达ZFP252转基因水稻的转录组水平,与野生型比较发现了187个差异表达基因,这些基因几乎涉及各个生物学过程。
基于CSSL的水稻芽期耐盐性QTL定位
基于CSSL的水稻芽期耐盐性QTL定位赵春芳;张善磊;赵庆勇;周丽慧;赵凌;姚姝;张亚东;王才林【摘要】水稻耐盐遗传位点的发掘可为其耐盐遗传机制的研究提供理论基础,为耐盐品种培育提供基因资源.利用一套以9311为背景亲本导入了日本晴染色体片段的染色体片段置换系(CSSL)为试验材料,对芽期耐盐性进行快速鉴定,并分析了耐盐QTLs.结果表明,9个CSSLs表现出显著耐盐性,经过遗传背景的高密度分子标记检测,利用代换作图方法定位到4个芽期耐盐相关QTLs,分别位于水稻第1,2,4和11号染色体上,命名为qSAT1、qSAT2、qSAT4和qSAT11,其中qSAT1在含4个重叠片段的CSSLs中被检测到,其余3个QTLs均在含2个重叠置换片段的CSSLs中被检测到,经比较发现4个QTLs与已克隆水稻耐盐基因均不在同一染色体区间,说明为新的耐盐基因候选位点.结果对进一步发掘和利用新的水稻耐盐QTL具有重要意义.%The identification of salt tolerant genetic loci in rice can provide study basis for the molecular mech-anism of salt tolerance,and gene resources for improving salt tolerant cultivars. A set of chromosome segment substi-tution lines ( CSSLs) developed from two sequenced rice cultivars:the indica variety 9311 as the recipient and the japonica variety Nipponbare as a donor were used to detect for salt tolerance in bud stage quickly,and to locate QTLs related to salt tolerance. 9 CSSLs showed significant salt tolerance and 4 QTLs were mapped by genetic back-ground detection based on high density molecular markers and the substitution mapping. These 4 QTLs located on rice chromosomes 1,2,4 and 11 chromosomes,designated as qSAT1,qSAT2,qSAT4 and qSAT11. qSAT1 was detec-ted in 4 CSSLs containing over lapping fragments,while the other 3QTLs were detected in 2 CSSLs. These QTLs were not included in the same chromosome interval as the cloned rice salt tolerance genes,and thus were described as new candidate gene loci associated with bud-stage salt tolerance. The results supplies important information for further exploration and utilization of new salt tolerant QTL in rice.【期刊名称】《华北农学报》【年(卷),期】2017(032)005【总页数】6页(P106-111)【关键词】水稻;芽期;耐盐;QTL【作者】赵春芳;张善磊;赵庆勇;周丽慧;赵凌;姚姝;张亚东;王才林【作者单位】江苏省农业科学院粮食作物研究所,江苏省优质水稻工程技术研究中心,国家水稻改良中心南京分中心,江苏南京 210014;江苏省农业科学院粮食作物研究所,江苏省优质水稻工程技术研究中心,国家水稻改良中心南京分中心,江苏南京 210014;江苏省农业科学院粮食作物研究所,江苏省优质水稻工程技术研究中心,国家水稻改良中心南京分中心,江苏南京 210014;江苏省农业科学院粮食作物研究所,江苏省优质水稻工程技术研究中心,国家水稻改良中心南京分中心,江苏南京210014;江苏省农业科学院粮食作物研究所,江苏省优质水稻工程技术研究中心,国家水稻改良中心南京分中心,江苏南京 210014;江苏省农业科学院粮食作物研究所,江苏省优质水稻工程技术研究中心,国家水稻改良中心南京分中心,江苏南京210014;江苏省农业科学院粮食作物研究所,江苏省优质水稻工程技术研究中心,国家水稻改良中心南京分中心,江苏南京 210014;江苏省农业科学院粮食作物研究所,江苏省优质水稻工程技术研究中心,国家水稻改良中心南京分中心,江苏南京210014【正文语种】中文【中图分类】S511.03盐胁迫是农作物生长发育及产量提高的重要限制因素之一。
MYB转录因子在水稻抗逆基因工程中的研究进展
MYB转录因子在水稻抗逆基因工程中的研究进展作者：董勤勇张圆圆魏景芳朱昀来源：《江苏农业学报》2021年第02期摘要：干旱、寒冷、高盐以及病虫害胁迫是造成水稻减产的重要因素。
近年来，植物特异性转录因子在水稻抗旱、抗寒、抗盐以及抗病虫害胁迫机制上扮演着重要角色。
MYB转录因子是植物最大的转录因子家族之一，其结构高度保守，常见1R-MYB/MYB-related、R2R3-MYB、3R-MYB以及4R-MYB 4种结构类型。
MYB转录因子主要参与植物生长发育、生物以及非生物胁迫的应答过程。
本文就MYB转录因子的结构特征、分类以及在水稻（Oryza sativa）生物及非生物胁迫中的应答进行综述，为MYB转录因子的研究及植物抗逆新品种培育提供参考。
关键词：MYB转录因子;生物胁迫;非生物胁迫中图分类号：S511.035.3文献标识码：A文章编号：1000-4440（2021）02-0525-06Abstract：Stresses from drought， cold， high salinity， diseases and pests are important factors leading to the reduction of rice yield. In recent years， plant-specific transcription factors played important roles in the mechanisms of drought resistance， cold resistance， salt resistance，diseases resistance and pests resistance of rice. MYB transcription factors family was one of the largest transcription factors families in plants. It was highly conserved in domains， and four kinds of common structure types were 1R-MYB/MYB-related，R2R3-MYB，3R-MYB and 4R-MYB. MYB transcription factors mainly involved in the growth and development of plants， response processes under biological and abiotic stresses. This paper summarized the structural characteristics and classification of MYB transcription factors as well as their responses to biological and abiotic stresses in Oryza sativa to provide reference for the research on MYB transcription factors and the cultivation of new plant varieties against stresses.Key words：MYB transcription factor;biotic stress;abiotic stress植物在田间会遭受干旱、寒冷、高盐等非生物胁迫以及包括害虫和病原体在内的生物胁迫。
水稻中的C2H2锌指转录因子家族研究
水稻中的C2H2锌指转录因子家族研究水稻是全球最重要的粮食作物之一，为全世界提供了大量的主食。
而C2H2锌指转录因子家族则是调控水稻生长发育和抗逆性的重要基因家族。
本文将从水稻C2H2锌指转录因子家族的概述、发现历程、生物学功能、调控机理、研究现状等几个方面进行阐述。
一、概述C2H2锌指转录因子家族是一类高度保守的转录因子。
其名称来源于其N端的C2H2锌指结构，可以与DNA结合产生特异性识别。
在转录调控中，C2H2锌指转录因子家族的作用相当于开关，可以调控其下游靶基因表达，参与到植物的生长发育、逆境胁迫等重要生物学过程中。
在水稻中，据不完全统计，已经发现了70余个C2H2锌指转录因子家族成员。
二、发现历程C2H2锌指转录因子家族最早是在果蝇和酵母中发现。
1990年，Weigel等人首次在拟南芥中克隆到两个C2H2锌指转录因子基因，分别被命名为ZAT10和ZAT12。
此后，人们发现在多个植物物种中都存在C2H2锌指转录因子基因，推测C2H2锌指转录因子家族有可能形成了一个广泛存在于生物界中的基因家族。
1999年，Buchel等人首次在水稻中鉴定到C2H2锌指转录因子基因，从此开启了水稻C2H2锌指转录因子家族的研究之路。
三、生物学功能作为一种基因家族，水稻C2H2锌指转录因子家族在水稻生长发育与逆境应答中发挥着重要的生物学功能。
研究表明，该家族的许多成员与水稻的发育过程密切相关。
例如，OsZFP36和OsZFP85可以调节水稻花粉的生长与发育，OsZFP8则影响水稻叶片的展开，OsIRO2可以调节水稻根系中铁吸收与转运。
此外，多个C2H2锌指转录因子基因也被鉴定出具有抗逆性。
比如，OsZAT11可以提高水稻耐盐性和耐干热性，OsZFP182可以提高水稻耐寒性。
四、调控机理C2H2锌指转录因子家族的生物学功能体现在其可以通过调节下游靶基因表达来参与生长发育、逆境应答等生物学过程。
这一过程的具体机制涉及到的基因表达相关调控机制较为复杂，既包含了转录水平的调控，也包含了后转录水平的调控。
一种具有锌指蛋白结构BBX24的基因及其应用[发明专利]
![一种具有锌指蛋白结构BBX24的基因及其应用[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/7ed52d7432687e21af45b307e87101f69e31fb9f.png)
(10)申请公布号 (43)申请公布日 2014.08.27C N 104004070A (21)申请号 201410165270.8(22)申请日 2014.04.24C07K 14/415(2006.01)C12N 15/29(2006.01)C12N 15/11(2006.01)C12N 15/10(2006.01)C12Q 1/68(2006.01)C12N 15/82(2006.01)(71)申请人中国农业大学地址100193 北京市海淀区圆明园西路2号中国农业大学西校区科研楼806(72)发明人高俊平 王美艳 杨英杰 洪波徐彦杰(54)发明名称一种具有锌指蛋白结构BBX24的基因及其应用(57)摘要本发明提供了一种具有锌指蛋白结构BBX24的基因及其应用。
本发明还提供了编码锌指蛋白转录因子的核苷酸序列以及它们在调控植物开花时间及非生物胁迫耐性上的应用。
所述锌指蛋白转录因子在菊花上的基因沉默表现出对光周期的不敏感性，在长日照条件下可以明显地使短日照菊花的开花时间提前；在菊花上过表达表现出对低温和干旱耐性的增强。
因此，它在调控植物开花时间和非生物胁迫耐性的应用上具有独特的优势。
(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书12页序列表9页 附图5页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书12页序列表9页 附图5页(10)申请公布号CN 104004070 A1/1页1.一种锌指蛋白转录因子，其中，所述锌指蛋白转录因子与SEQ No.2具有至少50％，例如60％、70％、80％、90％、91％、92％、95％、97％、98％、99％或100％的同一性；优选的是，所述锌指蛋白转录因子由与SEQ No.1具有至少50％，例如60％、70％、80％、90％、91％、92％、95％、97％、98％、99％或100％的同一性的核苷酸序列编码。
2.一种核苷酸序列，所述核苷酸序列为编码权利要求1所述的所述锌指蛋白转录因子；优选的是，所述核苷酸序列与SEQ No.1具有至少50％，例如60％、70％、80％、90％、91％、92％、95％、97％、98％、99％或100％的同一性。
水稻抗旱性研究及其鉴定指标的筛选
水稻抗旱性研究及其鉴定指标的筛选一、本文概述水稻作为全球最重要的粮食作物之一，其产量和品质受到多种环境因素的影响，其中干旱是限制水稻生产的主要非生物胁迫之一。
因此，研究水稻的抗旱性及其鉴定指标的筛选对于提高水稻的抗旱能力、保障粮食安全以及促进农业可持续发展具有重要意义。
本文旨在综述水稻抗旱性的研究进展，探讨抗旱性鉴定指标的筛选方法，以期为水稻抗旱育种和抗旱栽培提供理论依据和实践指导。
本文将对水稻抗旱性的定义和内涵进行阐述，明确抗旱性研究的重要性和紧迫性。
接着，综述国内外在水稻抗旱性研究方面的主要进展，包括抗旱性遗传基础、生理生化机制、分子生物学基础等方面的研究现状。
在此基础上，本文将重点介绍水稻抗旱性鉴定指标的筛选方法，包括形态学指标、生理生化指标和分子生物学指标等，分析各指标的优缺点及适用性。
本文还将探讨水稻抗旱性鉴定指标在实际应用中的问题与挑战，提出未来研究的方向和建议。
通过本文的综述和分析，旨在为水稻抗旱性研究提供全面的参考和借鉴，推动水稻抗旱性鉴定指标的筛选和应用，为水稻抗旱育种和抗旱栽培提供科学支撑和实践指导。
二、水稻抗旱性研究现状水稻作为世界上最重要的粮食作物之一，其产量和品质受到多种环境因素的影响，其中干旱是限制水稻产量和分布的主要非生物胁迫之一。
因此，对水稻抗旱性的研究具有重大的理论和实践意义。
目前，水稻抗旱性的研究主要集中在抗旱机制的解析、抗旱相关基因的克隆与功能验证、抗旱性的鉴定与评价以及抗旱育种等方面。
在抗旱机制方面，水稻通过调整生理生化过程、形态结构和生长发育策略来适应干旱环境。
例如，在干旱条件下，水稻会通过减少叶片蒸腾、提高根系吸水能力、增加渗透调节物质含量等方式来维持细胞内的水分平衡。
水稻还会通过调整叶片角度、增加根系生物量、优化冠层结构等方式来减少水分散失，提高水分利用效率。
在抗旱相关基因的克隆与功能验证方面，随着分子生物学技术的发展，越来越多的抗旱相关基因被克隆并进行了功能验证。
水稻耐盐转录因子的筛选与分析
水稻耐盐转录因子的筛选与分析水稻作为世界上最主要的粮食作物之一，对于全球人类的粮食安全至关重要。
但是，随着全球气候变化的加剧，海平面上升、气候干旱等自然环境因素加剧了土地碱化和盐碱化，对水稻的生长和产量造成了越来越大的影响。
因此，耐盐转录因子在水稻的种植实践中具有重要的意义。
一、耐盐性与转录因子耐盐性是指植物在高盐环境下仍然能够维持正常的生长和代谢活动。
转录因子则是指对基因转录的控制有一定作用的蛋白质，它们参与细胞内基因表达的调控、信号传导和代谢途径等重要生物学过程。
近年来，通过转录组学的方法，学者们在评估植物对盐耐性的研究中，发现许多启动子在高盐环境下启动调节了有助于生存的基因，这些基因编码耐盐特定性质的酶以及在高盐环境下实现更适应性细胞纹理的调节因子。
多种植物耐盐性研究表明，转录因子在耐盐性表现中扮演着重要角色。
因此，从耐盐性角度去筛选和研究不同植物的转录因子，对于解决耐盐性问题具有极其重要的影响。
二、转录因子的筛选水稻中，已经发现了一些能够提高盐碱胁迫耐受性的转录因子。
例如，水稻MADS转录因子OsMADS25可以显著提高水稻的耐盐性。
此外，另外一个水稻转录因子OsNHX1可以通过促进细胞的盐分排泄来提高水稻的耐盐性。
这些结果揭示了耐盐性和转录因子之间的重要联系。
因此，转录因子的筛选是至关重要的。
在进行耐盐性筛选之前，需要确立筛选方法并开展盐胁迫处理和转录因子高通量筛选。
随着转录后组学等研究方法的逐渐成熟，研究者们可以通过利用不同的高通量组学技术进行快速高效地筛选耐盐性转录因子。
有研究表明采用转录组学分析可以快速确定有关细胞的基因表达谱，加速筛选出用于不同环境干扰下细胞生存的转录因子。
三、转录因子的分析通过对转录因子的筛选之后，可以对已选定的转录因子进行分析。
例如，可以从转录因子下游调控的相关基因中寻找有效获得抗盐特性的重要因子、并探索其在细胞内的作用机制。
在分析转录因子时，通常需要对其结构、生物学功能、调节网络以及调节机制等进行研究。
水稻中的GATA转录因子家族研究
水稻中的GATA转录因子家族研究植物基因调控是植物发育生长、适应环境等多个过程的基础和关键。
而转录因子是基因调控中最为重要的调控因子之一。
GATA转录因子家族是植物中广泛存在的一类转录因子，与植物的生长发育、逆境响应、光周期调节等多个过程密切相关。
本文将介绍水稻中的GATA转录因子家族研究的进展情况。
一、GATA转录因子家族概述GATA转录因子家族最初是在动物中被发现的，由于其中的蛋白质结构中含有两个高度保守的Cys-Cys-His-Cys（CCCH）锌指结构，因此被命名为GATA。
之后，研究发现GATA在植物中也广泛存在，由此形成了植物中GATA转录因子家族。
水稻中的GATA转录因子家族主要包括29个成员，这些成员广泛参与水稻生长发育过程中的调控。
其中，OsGATA1可以与植物生长素信号通路中的基因共同作用，参与水稻根系的发育和生长；OsGATA2、OsGATA10和OsGATA16既可以作为负向调控因子抑制植株的生长发育，也可以作为正向调控因子促进植株的发育生长。
二、GATA转录因子家族的功能研究在水稻中，GATA转录因子家族在植物的生长发育过程中发挥着重要的作用。
研究表明，在水稻中，OsGATA8通过调节水稻种子萌发和幼苗生长的过程中的水分平衡，在低温胁迫和盐胁迫情况下可提高植物的耐受性。
同时，在饱和态水稻根系中，OsGATA23的表达水平比幼苗的表达水平更高，提示其在成熟根系中可能发挥了重要作用。
而OsGATA23在饱和态水稻根系中的表达可被缺氧胁迫所诱导，表明其参与了水稻根系的耐缺氧调节。
此外，OsGATA12在多种逆境植物耐受性中发挥了重要作用。
研究发现，OsGATA12的表达水平在低温胁迫和高盐胁迫下显著增加。
OsGATA12通过调控水稻细胞壁的组分和合成，促进植物对逆境的耐受性。
同时，OsGATA12也起到了促进水稻愈伤组织生长和调控干旱胁迫响应的作用。
三、转录因子基因的功能分析转录因子的基因功能研究，是理解植物基因调控机制的重要途径。
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(10)授权公告号 (45)授权公告日 2013.06.05C N 101875689 B (21)申请号 201010161188.X(22)申请日 2010.04.07200910048955.3 2009.04.08 CNC07K 14/415(2006.01)C12N 15/29(2006.01)C12N 15/63(2006.01)C12N 15/113(2010.01)C12N 1/15(2006.01)C12N 1/19(2006.01)C12N 1/21(2006.01)C12N 5/10(2006.01)C12Q 1/68(2006.01)G01N 33/68(2006.01)C07K 16/00(2006.01)A01H 5/00(2006.01)(73)专利权人中国科学院上海生命科学研究院地址200031 上海市岳阳路320号(72)发明人林鸿宣 黄新元 晁代印 朱美珍施敏 高继平(74)专利代理机构上海专利商标事务所有限公司 31100代理人范征CN 1632123 A,2005.06.29,CN 101100667 A,2008.01.09,CN 101381729 A,2009.03.11,Buell ，C.R. et al .GenBank: ABF99233.1.《GenBank 》.2006,Yu,J.et al..GenBank: EAZ28828.1.《GenBank 》.2007,(54)发明名称水稻锌指蛋白转录因子新基因及抗旱耐盐应用(57)摘要本发明提供了水稻锌指蛋白转录因子新基因及其抗旱耐盐的应用。
本发明具体涉及包含具有SEQ ID NO ：2氨基酸序列的多肽、其保守性变异多肽、或其同源多肽的分离的锌指蛋白转录因子；该转录因子的编码序列及包含该编码序列的载体或宿主；与该转录因子结合的顺式作用元件；以及所述转录因子或编码序列的拮抗剂。
本发明还涉及提高植物抗旱耐盐性的方法和筛选具有高抗旱耐盐性植物的方法。
本发明提供了改善和研究植物抗旱耐盐性的新方法，具有广阔的应用前景。
(66)本国优先权数据(51)Int.Cl.(56)对比文件审查员 潘天耀权利要求书2页 说明书15页序列表6页 附图4页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利权利要求书2页 说明书15页序列表6页 附图4页(10)授权公告号CN 101875689 B*CN101875689B*1.一种分离的多核苷酸，其特征在于，该多核苷酸的序列选自下组的一种:(a)SEQ ID NO:1的核苷酸序列；(b)SEQ ID NO:1中1-435位的核苷酸序列；或(c)与(a)-(b)中任一种核苷酸序列互补的多核苷酸。
2.一种载体，其特征在于，它含有权利要求1所述的多核苷酸。
3.一种遗传工程化的宿主细胞，其特征在于，它含有权利要求2所述的载体或基因组中整合有权利要求1所述的多核苷酸。
4.权利要求1所述的多核苷酸的非保守性突变序列，其特征在于，所述序列选自：SEQ ID NO:1的核苷酸序列的第205位碱基A突变为G和第484位碱基G突变为A的序列。
5.SEQ ID NO:2所示的氨基酸序列的非保守性突变序列，其特征在于，所述序列选自：SEQ ID NO：2的氨基酸序列的第69位天冬酰胺突变为天冬胺酸和第162位的丙氨酸突变为苏氨酸的序列。
6.一种提高水稻抗旱耐盐性的方法，所述方法包括抑制SEQ ID NO:2所示的多肽或抑制权利要求1所述多核苷酸的表达。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法包括在植物中产生权利要求4或5中所述的非保守性突变序列。
8.一种筛选抗旱耐盐性水稻的方法，所述方法包括：(i)检测候选植株中SEQ ID NO:2所示的多肽水平；和/或检测权利要求1所述多核苷酸的表达水平；(ii)将步骤(i)所检测到的候选植株中的水平与对照植株中相应的水平相比，如果候选植株中的水平较对照植株有所降低，则表明所述植株是抗旱耐盐性植株。
9.权利要求4或5所述的非保守性突变序列在提高水稻抗旱耐盐性或筛选抗旱耐盐性水稻中的用途。
10.如权利要求9所述的用途，其特征在于，所述提高水稻抗旱耐盐性包括：(i)将所述非保守性突变序列导入水稻；或(ii)设计针对所述非保守性突变序列的分子标记，并用该分子标记对包含所述非保守性突变序列的突变体与其它水稻品种的杂交后代进行选择，从而筛选出携带所述非保守性突变序列的个体。
11.如权利要求10所述的用途，其特征在于，所述分子标记为序列如SEQ IDNO：10和SEQ ID NO：11所示的引物对，和/或序列如SEQ ID NO：12和SEQ ID NO：13所示的引物对。
12.一种提高水稻抗旱耐盐性的方法，所述方法包括：(A)提供权利要求4或5所述的非保守性突变序列；(B)对植物进行选自下组的一种或多种处理：(i)将所述非保守性突变序列导入植物；或(ii)设计针对所述非保守性突变序列的分子标记，并用该分子标记对包含所述非保守性突变序列的突变体与其它水稻品种的杂交后代进行选择，从而筛选出携带所述非保守性突变序列的个体。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述分子标记为序列如SEQ IDNO：10和SEQ ID NO：11所示的引物对，和/或序列如SEQ ID NO：12和SEQ ID NO：13所示的引物对。
14.一种制备转基因水稻的方法，其特征在于，所述方法包括：(1)用非保守性突变序列的构建物转化植物细胞、组织或器官，其中，所述非保守性突变序列为SEQ ID NO:1的核苷酸序列的第205位碱基A突变为G和第484位碱基G突变为A的序列；(2)选择转入了所述非保守性突变序列的植物细胞、组织或器官；和(3)将步骤(2)中的植物细胞、组织或器官再生成植株，其中，所得的转基因植物的抗旱耐盐性较未转化的植物有所增强。
水稻锌指蛋白转录因子新基因及抗旱耐盐应用技术领域[0001] 本发明涉及植物生物工程和植物改良基因工程领域。
具体地说，本发明涉及水稻锌指蛋白转录因子新基因及其编码的蛋白或多肽在增强植物抗旱耐盐性中的用途，以及通过抑制所述基因或其表达的蛋白来改进植物对盐和/或干旱胁迫的抗性的方法及转基因植物。
背景技术[0002] 全球粮食需求的增加和耕地面积的不断减少对各国粮食安全形成持续的压力。
在粮食生产中，干旱、盐碱等是最主要的非生物胁迫，每年造成农作物大量减产及品质下降。
并且，干旱和盐碱常相伴出现，例如土壤盐碱化是干旱地区常见的一种土地退化现象。
[0003] 有资料表明，中国每年由于干旱造成的水稻损失价值至少为20亿美元，而农田的盐碱化也是减产、低产的主要原因。
干旱和盐碱已成为我国农业面临的两个严重问题。
[0004] 因此，如何提高作物对干旱和/或盐碱的抗性能力对于提高产量，解决中国乃至世界的粮食问题具有重大的意义，对于这些非生物逆境的研究是植物研究领域最迫切且最具挑战性的工作之一。
[0005] 目前已经有一部分抗旱、耐盐相关基因包括一些转录因子被克隆，而且通过基因工程技术获得一些抗逆植物或农作物品系。
抗逆基因工程就是通过调控基因的转录表达来改善植物的抗逆能力，而在转录水平的调控中，转录因子起着关键作用。
[0006] 目前，已发现一些参与胁迫应答基因表达的转录因子。
但是，由于有众多的转录因子参与复杂的植物逆境响应过程，现在所发现的参与胁迫应答基因表达的转录因子只是冰山一角，还有许多转录因子有待发现和研究、并进一步应用于农作物抗逆分子育种。
[0007] 因此，本领域迫切需要对参与胁迫应答基因表达的转录因子进行研究，开发出可用于农作物抗逆育种的新方法和新品种，从而提高农作物产量和质量。
发明内容[0008] 本发明的目的之一正是提供一种新的与植物(尤其是作物)耐盐抗旱性密切相关的基因——水稻锌指蛋白转录因子DST，明确了该转录因子是植物耐盐抗旱性的负调控因子。
本发明的另一目的是为增强植物对盐碱和/或干旱胁迫的抗性提供了一种新的途径。
本发明的另一目的是提供具有增强的抗旱耐盐性的转基因植物的制备方法及转基因植物。
本发明的另一目的是提供筛选具有优异抗旱耐盐性植株的方法及用该方法筛选获得的植物。
[0009] 在本发明的第一方面，提供了一种分离的锌指蛋白转录因子，其包含：具有SEQ ID NO：2氨基酸序列的多肽、其保守性变异多肽、或其同源多肽。
[0010] 在一个优选例中，所述多肽具有Cys-2/His-2型锌指结构域。
[0011] 在另一个优选例中，所述多肽参与调控过氧化物酶相关基因、控制过氧化氢的累积和/或调控叶片气孔的开度，从而影响水稻的抗旱和耐盐性。
[0012] 在本发明的一个实施方式中，该多肽选自下组：[0013] (a)具有SEQ ID NO：2氨基酸序列的多肽；[0014] (b)将SEQ ID NO：2氨基酸序列经过一个或多个氨基酸残基的取代、缺失或添加而形成的，且具有提高植物感旱感盐性的由(a)衍生的多肽；或[0015] (c)具有Cys-2/His-2型锌指结构域，且具有提高植物感旱感盐性的(a)和(b)中所述多肽的同源多肽。
[0016] 在一个优选例中，所述植物是双子叶植物或单子叶植物，优选作物。
[0017] 在另一个优选例中，所述植物选自：禾本科植物、锦葵科棉属植物、十字花科芸苔属植物、菊科植物、茄科植物、唇形科植物或伞形科植物，优选禾本科植物。
[0018] 在另一个优选例中，所述植物选自：水稻、玉米、小麦、大麦、甘蔗、高粱、拟南芥、棉花或油菜，更优选水稻、玉米、小麦、大麦、甘蔗或高粱。
[0019] 在另一优选例中，所述盐是指：氯化钠、硫酸钠、碳酸钠或碳酸氢钠。
[0020] 在本发明的第二方面中，提供了一种分离的多核苷酸，它包含编码本发明多肽的核苷酸序列。
[0021] 在一个优选例中，所述多核苷酸编码具有SEQ ID NO：2所示氨基酸序列的多肽或其同源多肽。
[0022] 在本发明的一个实施方式中，该多核苷酸的序列选自下组的一种：[0023] (a)具有SEQ ID NO：1的核苷酸序列；[0024] (b)具有SEQ ID NO：1中1-435位的核苷酸序列；或[0025] (c)与(a)-(b)中任一种核苷酸序列互补的多核苷酸。
[0026] 在本发明的第三方面中，提供了一种载体，它含有本发明的多核苷酸。
[0027] 在一个优选例中，所述载体选自：细菌质粒、噬菌体、酵母质粒、植物细胞病毒或哺乳动物细胞病毒，优选pCAMBIA1301、pEGFP-1、pBI121、pCAMBIA1300、pCAMBIA2301或pHB，更优选pCAMBIA1301。
[0028] 在本发明的第四方面中，提供了一种遗传工程化的宿主细胞，它含有本发明的载体或基因组中整合有本发明的多核苷酸。