本发明属于生物，具体涉及tawhy2-6a蛋白及其编码基因在调控植物耐旱性中的应用。
背景技术：
1、小麦（ triticum aestivuml.）是重要的粮食作物，也是人们获取碳水化合物和蛋白质的主要来源。到20世纪中叶，全球小麦产量至少需要增加60%以上才能满足当时人们的需求。虽然随着育种技术的发展，小麦产量有了大幅度提升，但自然界中的非生物胁迫严重影响小麦产量。
2、干旱胁迫在众多非生物胁迫中是制约小麦产量的主要因素。在干旱胁迫下，小麦通过多种信号转导途径激活体内转录因子基因，转录因子基因编码蛋白能够调控多种逆境响应基因表达，从而提高自身对干旱胁迫的抗性。因此，克隆和转化相关转录因子基因，调控多种功能基因的表达，是提高作物抗旱性的有效策略和途径，并且拥有广泛的应用前景。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题是如何调控植物耐逆性。
2、为了解决上述技术问题，本发明首先提供了tawhy2-6a蛋白质或调控所述tawhy2-6a蛋白质含量和/或活性的物质的新用途。
3、本发明提供了tawhy2-6a蛋白质或调控所述tawhy2-6a蛋白质含量和/或活性的物质在如下a1）-a5）任一种中的应用：
4、a1）调控植物耐逆性；
5、a2）培育耐逆性改变的植物；
6、a3）制备调控植物耐逆性的产品；
7、a4）制备培育耐逆性改变的植物的产品；
8、a5）植物育种或植物品种改良；
9、所述tawhy2-6a蛋白质来源于小麦（中国春），所述tawhy2-6a蛋白质为如下b1）-b4）中的任一种：
10、b1）氨基酸序列是序列2所示的蛋白质；
11、b2）在序列2所示的氨基酸序列的n端和/或c端连接标签得到的具有相同功能的融合蛋白质；
12、b3）将序列2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的具有相同功能的蛋白质；
13、b4）与序列2所示的氨基酸序列具有80％或80%以上同一性且具有相同功能的蛋白质。
14、上述b2）所述蛋白质中，所述标签是指利用dna体外重组技术，与目的蛋白一起融合表达的一种多肽或者蛋白质，以便于目的蛋白的表达、检测、示踪和/或纯化。所述标签包括但不限于：gst（谷胱甘肽巯基转移酶）标签蛋白、his6标签蛋白（his-tag）、mbp（麦芽糖结合蛋白）标签蛋白、flag标签蛋白、sumo标签蛋白、ha标签蛋白、myc标签蛋白、egfp（增强型绿色荧光蛋白）、ecfp（增强型青色荧光蛋白）、eyfp（增强型黄绿色荧光蛋白）、mcherry（单体红色荧光蛋白）或avitag标签蛋白。
15、上述b3）所述蛋白质中，所述一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加为不超过10个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加或不超过9个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加或不超过8个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加或不超过7个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加或不超过6个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加或不超过5个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加或不超过4个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加或不超过3个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加或不超过2个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加或不超过1个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加。
16、上述b4）所述蛋白质中，所述同一性是指氨基酸序列的同一性。可使用国际互联网上的同源性检索站点测定氨基酸序列的同一性，如ncbi主页网站的blast网页。例如，可在高级blast2.1中，通过使用blastp作为程序，将expect值设置为10，将所有filter设置为off，使用blosum62作为matrix，将gap existence cost，per residue gap cost和lambdaratio分别设置为11，1和0.85（缺省值）并进行检索一对氨基酸序列的同一性进行计算，然后即可获得同一性的值（%）。所述同一性包括与本发明的序列2所示的氨基酸序列具有80%或更高，或具有85%或更高，或具有90%或更高，或91%或更高，或92%或更高，或93%或更高，或94%或更高，或95%或更高，或96%或更高，或97%或更高，或98%或更高，或99%或更高同源性的氨基酸序列。
17、上述b1）或b2）或b3）或b4）所述蛋白质可人工合成，也可先合成其编码基因，再进行生物表达得到。
18、上述应用中，调控所述tawhy2-6a蛋白质含量和/或活性的物质包括提高tawhy2-6a蛋白质含量和/或活性的物质或降低tawhy2-6a蛋白质含量和/或活性的物质。
19、进一步的，所述提高tawhy2-6a蛋白质活性的物质可为增强或促进tawhy2-6a蛋白质功能的蛋白质、多肽或小分子化合物。
20、所述提高tawhy2-6a蛋白质含量的物质可为促进tawhy2-6a蛋白质合成或抑制tawhy2-6a蛋白质降解或过表达tawhy2-6a蛋白质的物质。
21、所述降低tawhy2-6a蛋白质活性的物质可为抑制tawhy2-6a蛋白质功能的蛋白质、多肽或小分子化合物。
22、所述降低tawhy2-6a蛋白质含量的物质可为抑制tawhy2-6a蛋白质合成或促进tawhy2-6a蛋白质降解或抑制tawhy2-6a蛋白质编码基因表达的物质或敲低（敲减）或敲除tawhy2-6a蛋白质编码基因的物质。
23、再进一步的，所述抑制tawhy2-6a蛋白质编码基因表达的物质为沉默tawhy2-6a蛋白质编码基因的物质。
24、更进一步的，所述沉默tawhy2-6a蛋白质编码基因的物质为病毒诱导的沉默tawhy2-6a蛋白质编码基因的物质。
25、在本发明的一个具体实施方案中，所述病毒诱导的沉默tawhy2-6a蛋白质编码基因的物质包括含有tawhy2-6a蛋白质编码基因特异性片段的vigs载体。
26、示例性的，所述含有tawhy2-6a蛋白质编码基因特异性片段的vigs载体为含有序列1第535-740位所示dna分子的pcabs-γ载体。
27、为了解决上述技术问题，本发明又提供了与tawhy2-6a蛋白质相关的生物材料的新用途。
28、本发明提供了与tawhy2-6a蛋白质相关的生物材料在如下a1）-a5）任一种中的应用：
29、a1）调控植物耐逆性；
30、a2）培育耐逆性改变的植物；
31、a3）制备调控植物耐逆性的产品；
32、a4）制备培育耐逆性改变的植物的产品；
33、a5）植物育种或植物品种改良；
34、所述生物材料为下述e1）至e5）中的任一种：
35、e1）编码上述tawhy2-6a蛋白质的核酸分子；
36、e2）抑制上述tawhy2-6a蛋白质编码基因表达的核酸分子；
37、e3）含有e1）或e2）所述核酸分子的表达盒；
38、e4）含有e1）或e2）所述核酸分子的重组载体、或含有e3）所述表达盒的重组载体；
39、e5）含有e1）或e2）所述核酸分子的重组微生物、或含有e3）所述表达盒的重组微生物、或含有e4）所述重组载体的重组微生物。
40、上述e1）所述核酸分子为下述任一种：
41、f1）序列1第62-757位所示的dna分子；
42、f2）与f1）限定的核苷酸序列具有75%或75%以上的同一性，并且编码所述tawhy2-6a蛋白质的dna分子。
43、本领域普通技术人员可以很容易地采用已知的方法，例如定向进化和点突变的方法，对本发明的编码tawhy2-6a蛋白质的核苷酸序列进行突变。那些经过人工修饰的，具有与本发明分离得到的tawhy2-6a核苷酸序列75%或者更高同一性的核苷酸，只要编码tawhy2-6a蛋白质且具有相同功能，均是衍生于本发明的核苷酸序列并且等同于本发明的序列。所述同一性是指与天然核酸序列的序列相似性，包括与本发明的编码序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质的核苷酸序列具有75%或更高，或80%或更高，或85%或更高，或90%或更高，或95%或更高同一性的核苷酸序列。同一性可以用肉眼或计算机软件进行评价。使用计算机软件，两个或多个序列之间的同一性可以用百分比（%）表示，其可以用来评价相关序列之间的同一性。
44、e2）所述核酸分子为下述任一种：
45、g1）序列1第535-740位所示的dna分子；
46、g2）与g1）限定的核苷酸序列具有75%或75%以上的同一性且调控植物耐逆性的dna分子。
47、上述e2）所述核酸分子可为grna（如sgrna）、mrna、sirna、dsrna、shrna、mirna或反义rna。
48、上述任一所述核酸分子可以是dna，如cdna、基因组dna或重组dna。
49、上述任一所述核酸分子可以是rna，如grna、mrna、sirna、shrna、sgrna、mirna或反义rna。
50、上述任一所述表达盒可包括启动子、上述e1）或e2）所述核酸分子和终止子。可用于本发明的启动子包括但不限于：组成型启动子、组织、器官和发育特异的启动子及诱导型启动子。进一步的，所述表达盒还可包括增强子序列。
51、上述任一所述载体是指能够把上述e1）或e2）所述核酸分子运载进入宿主细胞进行扩增和表达的载体，所述载体可以是克隆载体也可以是表达载体，包括但不限于：质粒、噬菌体（如λ噬菌体或m13丝状噬菌体等）、黏粒（即柯斯质粒）、ti质粒、病毒载体（如逆转录病毒（包括慢病毒）、腺病毒、腺相关病毒等）。
52、上述任一所述重组载体是指将上述e1）或e2）所述核酸分子与所述载体在体外连接构建而成的重组dna分子。可用现有的植物表达载体构建含有上述e1）或e2）所述核酸分子的重组载体。所述植物表达载体包括双元农杆菌载体和可用于植物微弹轰击的载体等。如pahc25、pbin438、pcambia1302、pcambia2300、pcambia2301、pcambia1301、pcambia1300、pbi121、pcambia1391-xa或pcambia1391-xb（cambia公司）等。所述植物表达载体还可包含外源基因的3´端非翻译区域，即包含聚腺苷酸信号和任何其它参与mrna加工或基因表达的dna片段。所述聚腺苷酸信号可引导聚腺苷酸加入到mrna前体的3´端，如农杆菌冠瘿瘤诱导（ti）质粒基因（如胭脂碱合成酶基因nos）、植物基因（如大豆贮存蛋白基因）3´端转录的非翻译区均具有类似功能。使用本发明的基因构建植物表达载体时，还可使用增强子，包括翻译增强子或转录增强子，这些增强子区域可以是atg起始密码子或邻接区域起始密码子等，但必需与编码序列的阅读框相同，以保证整个序列的正确翻译。所述翻译控制信号和起始密码子的来源是广泛的，可以是天然的，也可以是合成的。翻译起始区域可以来自转录起始区域或结构基因。为了便于对转基因植物细胞或植物进行鉴定及筛选，可对所用植物表达载体进行加工，如加入可在植物中表达的编码可产生颜色变化的酶或发光化合物的基因（gus基因、萤光素酶基因等）、抗生素的标记基因（如赋予对卡那霉素和相关抗生素抗性的 nptii基因，赋予对除草剂膦丝菌素抗性的 bar基因，赋予对抗生素潮霉素抗性的 hph基因，和赋予对氨甲喋呤抗性的 dhfr基因，赋予对草甘磷抗性的 epsps基因）或是抗化学试剂标记基因等（如抗除莠剂基因）、提供代谢甘露糖能力的甘露糖-6-磷酸异构酶基因。从转基因植物的安全性考虑，可不加任何选择性标记基因，直接以逆境筛选转化植株。
53、上述任一所述微生物可为细菌、真菌、放线菌、原生动物、藻类或病毒。所述细菌具体可为农杆菌。
54、上述任一所述重组微生物是指对目的微生物的基因进行操作和修饰，从而得到功能发生变化的重组微生物。如将上述重组载体导入目的微生物后得到的重组微生物。所述重组微生物可理解为不仅是指特定的重组微生物，而且也指这种细胞的后代，且由于天然的、偶然的或有意的突变和/或改变，该子代可以不必与原始的亲代细胞完全一致，但仍包括在重组微生物的范围中。
55、上述任一所述应用中，所述耐逆性为耐旱性。
56、所述调控植物耐旱性为提高植物耐旱性或降低植物耐旱性。所述调控为正向调控，即：植物中tawhy2-6a蛋白质含量和/或活性提高，植物耐旱性提高，植物中tawhy2-6a蛋白质含量和/或活性降低，植物耐旱性降低。
57、在本发明的一个具体实施方案中，当植物中tawhy2-6a蛋白质编码基因表达量提高时，植物耐旱性提高，具体体现为：在干旱条件下，当植物中tawhy2-6a蛋白质编码基因表达量提高时，植物存活率增加、叶片中的总叶绿素含量增加。
58、在本发明的另一个具体实施方案中，当植物中tawhy2-6a蛋白质编码基因表达量降低时，植物耐旱性降低，具体体现为：在干旱条件下，当植物中tawhy2-6a蛋白质编码基因表达量降低时，植物存活率降低、叶片中的总叶绿素含量降低。
59、上述任一所述植物育种的目的为培育耐旱植物品种。
60、为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种培育耐逆性提高的转基因植物的方法。
61、本发明提供的培育耐逆性提高的转基因植物的方法包括如下步骤：提高目的植物中tawhy2-6a蛋白质的含量和/或活性，得到转基因植物；所述转基因植物的耐逆性高于所述目的植物。
62、进一步的，所述提高目的植物中tawhy2-6a蛋白质的含量和/或活性的方法为在目的植物中过表达tawhy2-6a蛋白质。
63、更进一步的，所述耐逆性为耐旱性。所述转基因植物的耐逆性高于所述目的植物体现为如下（m1）-（m2）中任一种：
64、（m1）在干旱条件（如停止浇水）下，所述转基因植物的存活率高于所述目的植物；
65、（m2）在干旱条件（如停止浇水）下，所述转基因植物叶片中的总叶绿素含量高于所述目的植物。
66、为了解决上述技术问题，本发明最后提供了一种培育耐逆性降低的转基因植物的方法。
67、本发明提供的培育耐逆性降低的转基因植物的方法包括如下步骤：降低目的植物中tawhy2-6a蛋白质的含量和/或活性，得到转基因植物；所述转基因植物的耐逆性低于所述目的植物。
68、进一步的，所述降低目的植物中tawhy2-6a蛋白质的含量和/或活性的方法为将上述沉默tawhy2-6a蛋白质编码基因的物质导入目的植物。
69、更进一步的，所述耐逆性为耐旱性。所述转基因植物的耐逆性低于所述目的植物体现为如下（n1）-（n2）中任一种：
70、（n1）在干旱条件（如停止浇水）下，所述转基因植物的存活率低于所述目的植物；
71、（n2）在干旱条件（如停止浇水）下，所述转基因植物叶片中的总叶绿素含量低于所述目的植物。
72、上述任一所述应用或方法中，所述总叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b。
73、上述任一所述应用或方法中，所述植物可为双子叶植物或单子叶植物。
74、在本发明的一个实施方案中，所述双子叶植物为十字花科植物，进一步的，所述十字花科植物为鼠耳芥属植物，更进一步的，所述鼠耳芥属植物为拟南芥（如哥伦比亚生态型拟南芥）。
75、在本发明的另一个实施方案中，所述单子叶植物为禾本科植物，进一步的，所述禾本科植物为小麦属植物，更进一步的，所述小麦属植物为小麦（如fielder或西农979或中国春）。
76、本发明构建了 tawhy2-6a转基因拟南芥、 tawhy2-6a转基因小麦和 tawhy2-6a沉默小麦，通过对其耐旱性进行分析发现：过表达 tawhy2-6a可增强植物的耐旱性，而沉默 tawhy2-6a可减弱植物耐旱性。本发明提供的tawhy2-6a蛋白及其编码基因为人为改良植物耐逆性提供了基础，将在培育耐逆植物品种中发挥重要的作用。
1.蛋白质或调控所述蛋白质含量和/或活性的物质在如下a1）-a5）任一种中的应用：
2.与权利要求1中所述蛋白质相关的生物材料在如下a1）-a5）任一种中的应用：
3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于：e1）所述核酸分子为下述任一种：
4.根据权利要求1-3任一所述的应用，其特征在于：所述耐逆性为耐旱性。
5.一种培育耐逆性提高的转基因植物的方法，包括如下步骤：提高目的植物中权利要求1中所述蛋白质的含量和/或活性，得到转基因植物；所述转基因植物的耐逆性高于所述目的植物。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述提高目的植物中权利要求1中所述蛋白质的含量和/或活性的方法为在目的植物中过表达权利要求1中所述蛋白质。
7.一种培育耐逆性降低的转基因植物的方法，包括如下步骤：降低目的植物中权利要求1中所述蛋白质的含量和/或活性，得到转基因植物；所述转基因植物的耐逆性低于所述目的植物。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述降低目的植物中权利要求1中所述蛋白质的含量和/或活性的方法为将沉默权利要求1中所述蛋白质编码基因的物质导入目的植物。
9.根据权利要求5-8任一所述的方法，其特征在于：所述耐逆性为耐旱性。
10.根据权利要求1-4任一所述的应用或权利要求5-9任一所述的方法，其特征在于：所述植物为双子叶植物或单子叶植物。
