本发明专利技术公开了水稻转录因子dst在调控高温下植物结实率以及植物抗高温能力中的应用，其中，所述转录因子dst包括含有如SEQ?ID?NO.1所示的核苷酸序列。本发明专利技术还公开了水稻转录因子dst调控高温下植物结实率的方法以及提高植物抗高温能力的方法。本发明专利技术克隆得到一个调控水稻高温胁迫下结实率和提高植物耐高温能力的主效基因。本发明专利技术在农业领域特别是提高作物对高温的耐受性和提高作物结实率方面具有重要的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及植物学及功能基因组学领域，尤其涉及一种水稻转录因子DST作为一种负调控因子，在提高高温情况下的水稻结实率以及抗高温能力的方法及应用。
技术介绍
在全球气候变暖的大环境下，极端天气频繁发生，高温已经成为制约水稻产量和品质的主要因素之一。2013年许多地区的温度和保持高温的天数均创历史新高，严重影响了稻米产量与品质。然而要寻求在日益飙高的温度下水稻产量受到较小的威胁，培育耐高温的水稻品种是防止高温热害最简便有效的途径，现代分子技术的发展和水稻功能基因组研究的深入，为水稻耐高温遗传机制的剖析提供了有效手段，而水稻耐热性机制的阐明和耐热相关基因的克隆、鉴定及功能解析是水稻耐热育种的重要基础。 水稻热害形成是由多种因素共同作用的结果，其中气候因子是造成水稻高温热害的最主要原因之一，在水稻营养生长期和生殖生长期，外界温度高于其最适生长温度一定范围，就可能造成热害。在水稻生殖生长期受到热害造成产量的损失要远大于营养生长期，其中又以水稻开花期受到高温影响最大，籽粒灌浆期次之。大量的研究表明高温胁迫影响水稻的生长发育、产量、品质以及生理生化特性。 在水稻耐热性遗传研究方面，早期研究发现遗传因素是决定水稻品种间耐热性差异的主要原因之一。近年来，随着分子标记技术的发展和广泛应用，出现了一些利用分子标记对水稻耐热性进行数量性状基因定位研究的报道。曹立勇等对水稻籼粳交IR64×Azucena的DH群体以高温处理后的结实率与大田结实率差值为指标，定位了开花结实期6个耐热性主效QTL，在8条染色体间还检测到8对上位性QTL。Zhu etal.(Zhu CL，Xiao YH，Wang C M，et al.Mapping QTL for heat2tolerance at grain filling stage in rice[J].Rice Science，2005，12(1)：33-38.)利用98个回交重组自交群体，以适温粒重与高温粒重差值除以适温粒重的百分比作为水稻耐热性指标，在第1、4、7号染色体上共定位到3个灌浆期耐热性的主效QTL、8对上位性QTL。Craufurd etal.(Craufurd PQ，Jagadish SV，Wheeler TR，et al.Heat tolerance at flowering[C].Abstract，an international workshop on“cool rice for a warmerwold”，2007.)在用Bala与Azucena为亲本构建的186个RILs中，共定位到6个水稻耐热性QTL和1个细胞膜热稳定性QTL。陈庆全利用人工气候室模拟自然高温条件，在水稻开花期对水稻籼籼交202 个重组自交系群体进行了耐热性鉴定，共检测到7个抽穗开花期耐热性主效应QTL以及7对上位性QTL。在不同时期处理和采用不同鉴定指标进行的这些研究中，检测的耐热位点在第1、2、4、5和8染色体上分布较多，但这些研究定位QTLs的图谱精确性不强，贡献率不高，因此有待于进一步研究验证其结果。另外检测的耐热位点在12条染色体上均有分布，耐热QTL的区间较大，多个区间的上位性效应也影响水稻的耐热性，且定位的耐热位点对表型性状的解释率也有很大的差异，说明水稻耐热性的遗传基础非常复杂。因此要开展分子标记辅助选择分子育种尚需对这些区域进行精确定位。 近年来随着植物中一些热胁迫相关突变体的获得和转基因实验的进展，人们对植物耐热性有了更加深入和全面的了解。从植物中获得了一些与耐热相关基因，其中以热激蛋白基因与热激转录因子基因为多。 热激蛋白(Hsp)是一个大的基因家族，包括Hsp100、Hsp90、Hsp70(Dnak)、Hsp60(GroE)和Hsp20或sHsp等成员(Nover L，Bharti K，D□ring P，et al.Arabidopsis and the Hsf world：How many heat stress transcription factors do we need？[J]Cell Stress Chaperones，2001，6：177-189.)，多数参与生物体正常的生长发育过程(Satyal et al，1998)。蛋白质组学分析发现，水稻耐热品种N22在38℃高温胁迫下Hsp的表达量很高，其中Hsp20或sHsp在高温胁迫下表达量最高，表明其在细胞抵抗热胁迫中发挥重要的作用(Sanieev K B，Kwan Y C，Markus F，et al.Heat stress response in plants：a complex game with chaperones and more than twenty heat stress transcription factors[J].J.Biosci.2004，29(4)：471-487；Port M，Tripp J，Zielinski D，et al.Role of Hsp17.4-CII as coregulator and cytoplasmic retention factor of tomato heat stress transcription factor HsfA2[J].PlantPhysiol.2004，135：1457-1470)。Hong等报道拟南芥HSP101的一个突变系表现为热敏感，将HSP101的反义链转入拟南芥后检测到HSP101的表达量下降，植株耐热性丧失；过表达HSP101的植株对极端高温的耐受性明显高于野生型，对玉米HSP101突变体的研究也得到了与拟南芥相似的结果。通过半定量RT-PCR分析了水稻中9个热激蛋白基因的表达模式，它们在不同的组织中存在各自不同的表达方式。所有的9个OsHSP基因受热处理强烈诱导，不受到冷处理诱导。现有研究表明热应激转录因子(Hsfs)是热胁迫防御响应中的中心调节子。Liu等(Jin-Ge Liu，Qiu-lin Qin，Zhen Zhang，Ri-He Peng，Ai-sheng Xiong，Jian-Min Chen，Quan-Hong Yao.OsHSF7 gene in rice，Oryza sativa L.，encodes a transcription factor that functions as a high temperature receptive and responsive factor[J].BMB reports，2009，42(1)：16-21)利用酵母杂交的方法从水稻中克隆到3个A类热激转录因子基因，其中OsHSF7被发现其表达水平对温度迅速响应，过量表达OsHSF7的单子叶转基因植物，能够在热处理时上调保护作用的基因如热休克蛋白。Yamanouchi等通过图位克隆定位水稻斑点叶基 因Spl7的候选基因时在第5染色体上发现1个ORF和热胁迫转录因子高度相似，编码HSF蛋白。籼粳稻基因组中至少共存在25个Hsf基因，其中OsHsfA2a，OsHsfA2c，OsHsfA2e，OsHsfA4a，OsHsfB2b，OsSHFC1b专一本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.转录因子dst在调控高温下植物结实率中的应用，其特征在于，所述转录因子dst包括含
有如SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列。
2.转录因子dst在调控提高植物抗高温能力的应用，其特征在于，所述转录因子dst包括含
有如SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列。
3.如权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述植物为水稻。
4.一种调控提高植物抗高温能力的方法，其特征在于，所述方...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱诚，曲爱丽，丁艳菲，江琼，王飞娟，易可可，
申请(专利权)人：中国计量学院，
类型：发明
国别省市：
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