一种蛋白质及其编码基因在调控玉米耐旱性中的应用

本发明属于植物分子生物学，具体涉及zmwip3蛋白质及其编码基因在调控玉米耐旱性中的应用。

背景技术：

1、干旱是制约全球农业生产稳定性的首要非生物胁迫因素。作为全球种植最广的谷类作物，但其产量极易受干旱影响。在玉米的抗旱机制中，茉莉酸（ja）信号通路和水通道蛋白（aqps）扮演了关键角色。ja是重要的逆境激素，在植物响应干旱、损伤等胁迫中起核心调控作用。ja信号通路的关键元件包括jaz家族抑制蛋白和myc等转录因子。当ja水平升高时，scf-coi1复合体介导jaz蛋白降解，解除其对下游转录因子的抑制，从而启动胁迫响应基因的表达。

2、水通道蛋白是位于生物膜上的一类高效、选择性运输水分子的通道蛋白，主要分为质膜内在蛋白（pips）和液泡膜内在蛋白（tips）等亚家族。它们动态调控细胞和组织的导水率，直接影响植物的水分吸收、运输和散失平衡。研究表明，许多aqps基因（如pip2、tip1和tip4等亚族成员）的表达受干旱诱导，其功能缺失或过表达直接关联植株的耐旱表型。尽管已知ja和aqps均参与抗旱，但ja信号如何精确调控特定aqps的表达与活性，其间的直接分子连接与信号传导模块尚不清晰。传统育种或单一的基因过表达策略往往效果有限或伴随生长损耗，缺乏对上游信号通路的精细调控。因此，解析ja调控aqp调控轴的核心机制，并基于此开发协同增效的遗传改良策略，是当前作物抗旱研究的前沿和难点。目前已有研究明确冠菌素（coronatine, cor）通过直接结合质膜内在蛋白zmpip2;5的e环调控玉米耐旱性机制。在干旱胁迫下，ja同样可以显著提高玉米叶片水势、根系水力导度和zmpip2;5基因的表达量，提高玉米耐旱性，因此，推测ja与zmpip2;5的上游转录因子zmwip3可能存在间接调控关系，提高玉米根系水分吸收能力。综上，本发明以zmwip3蛋白为抗干旱核心，为玉米生产上应对干旱胁迫提供理论支撑。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种蛋白质及其编码基因在调控玉米耐旱性中的应用，将zmwip3蛋白及其编码基因应用于正向调控玉米耐旱性，为玉米耐旱性的改善提供一种新的途径和手段。

2、为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

3、本发明提供了zmwip3蛋白模拟剂和/或其编码基因激活剂在正向调控玉米耐旱性中的应用。

4、优选的，所述zmwip3蛋白模拟剂及其编码基因激活剂用于增强干旱胁迫下玉米的抗氧化能力。

5、优选的，所述zmwip3蛋白模拟剂及其编码基因激活剂用于抑制玉米叶片的水分散失速率。

6、优选的，所述zmwip3蛋白模拟剂及其编码基因激活剂用于增强玉米的株高、叶面积，抑制玉米幼苗长势变差。

7、本发明还提供了一种增强玉米耐旱性的制剂，所述制剂包括上述的zmwip3蛋白模拟剂及其编码基因激活剂。

8、优选的，所述制剂包括包括各种可接受的剂型，所述剂型包括水剂、乳剂、可溶性液剂、水乳剂、微乳剂或悬浮剂。

9、本发明的有益效果：

10、本发明提供的玉米耐悍蛋白zmwip3对玉米耐悍性有显著影响，敲除zmwip3基因后抑制了zmwip3蛋白的表达，使玉米在干旱胁迫下降低了抗氧化能力，加快了玉米叶片的水分散失速率，玉米幼苗长势变差，株高和叶面积较野生型降低，茎粗较野生型显著降低，说明zmwip3蛋白及其编码基因对玉米抗旱性有正向调控作用，并且此蛋白与其编码基因可广泛应用于其他农作物的抗旱。

1.zmwip3蛋白模拟剂和/或其编码基因激活剂在正向调控玉米耐旱性中的应用。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述zmwip3蛋白模拟剂及其编码基因激活剂用于增强干旱胁迫下玉米的抗氧化能力。

3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述zmwip3蛋白模拟剂及其编码基因激活剂用于抑制玉米叶片的水分散失速率。

4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述zmwip3蛋白模拟剂及其编码基因激活剂用于增强玉米的株高、叶面积，抑制玉米幼苗长势变差。

5.一种增强玉米耐旱性的制剂，其特征在于，所述制剂包括权利要求1所述的zmwip3蛋白模拟剂及其编码基因激活剂。

6.根据权利要求5所述的制剂，其特征在于，所述制剂包括包括各种可接受的剂型，所述剂型包括水剂、乳剂、可溶性液剂、水乳剂、微乳剂或悬浮剂。