OsCRRP在水稻耐热胁迫中的应用制造技术

本发明专利技术属于植物基因工程领域，本发明专利技术公开了一种OsCRRP在水稻耐热胁迫中的应用，OsCRRP基因的核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示，OsCRRP基因编码区序列如SEQ ID NO：2所示。在水稻中敲除OsCRRP基因，所得转基因植株在热胁迫下萌发率降低，幼苗叶片枯萎。幼苗叶片枯萎。幼苗叶片枯萎。

【技术实现步骤摘要】
OsCRRP在水稻耐热胁迫中的应用


[0001]本专利技术属于植物基因工程领域，具体地说，本专利技术涉及OsCRRP蛋白在水稻耐热胁迫的应用。

技术介绍

[0002]水稻是一种重要的粮食作物，养活了世界上大部分的人口。高温会对水稻的生长发育产生不利的影响，进而影响水稻的产量和品质。热激转录因子对水稻的耐热至关重要。热激转录因子通过激活一系列酶和伴侣蛋白等热激响应基因的表达，来维持水稻在高温条件下的正常生长。其中，在高温胁迫下，热休克蛋白和活性氧清除酶是主要的功能蛋白，也是热激转录因子的靶标。他们通过参与调节细胞内蛋白质稳态及清除活性氧在热激反应中发挥关键作用。目前，关于植物应对热胁迫的研究，大多来自拟南芥。水稻起源于温带或热带地区，本身具有一定的耐热性。然而，关于水稻耐热性的遗传基础知之甚少，有待深入研究。
[0003]OsCRRP基因是水稻等单子叶植物特有的基因，该OsCRRP基因的序列在NCBI的基因库中被登录(GenBank:AP014959.1)。该基因编码的蛋白LOC_Os03g36080结构独特且功能完全未知。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是提供OsCRRP基因的用途
‑‑‑
在水稻耐热胁迫中的应用。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供OsCRRP在水稻耐热胁迫中的应用：OsCRRP基因的核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示，编码区序列(CDS)如SEQ ID NO：2所示。
[0006]作为本专利技术应用的改进：OsCRRP基因编码的蛋白质的氨基酸如SEQ ID NO：3所示。
[0007]作为本专利技术应用的进一步改进：在水稻(例如日本晴)中敲除OsCRRP基因，所得转基因植株在热胁迫下萌发率降低，幼苗叶片枯萎。
[0008]敲除OsCRRP基因的序列为以下任一：SEQ ID NO：4、SEQ ID NO：5、SEQ ID NO：6。
[0009]在本专利技术的热胁迫实验中，种子采用的热胁迫温度为38℃，幼苗采用的热胁迫温度为42℃。
[0010]本专利技术的方案具体如下：
[0011]本专利技术提供的OsCRRP基因在水稻耐热胁迫中的应用，OsCRRP基因的cDNA序列为：
[0012]i)SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列；或
[0013]ii)SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列经取代、缺失和/或增加一个或多个核苷酸且表达相同功能蛋白质的核苷酸序列；或
[0014]iii)在严格条件下与SEQ ID NO：1所示序列杂交且表达相同功能蛋白质的核苷酸序列，所述严格条件为在含O.1％SDS的0.1
×
SSPE或含0.1％SDS的0.1
×
SSC溶液中，在65℃下杂交，并用该溶液洗膜；或iv)与i)、ii)或iii)的核苷酸序列具有90％以上同源性且表达
相同功能蛋白质的核苷酸序列。
[0015]本专利技术克隆的控制水稻热激响应基因命名为OsCRRP，该基因序列来自水稻品种日本晴，其cDNA序列大小为735bp，编码区序列(CDS)如SEQ ID NO：2所示。该基因编码具有244个氨基酸的功能完全未知的蛋白(SEQ ID NO：3)，且不存在已知的结构域。AlphaFold蛋白质结构数据库提供的OsCRRP的结构是一个“矩形盒”状形状，由高置信水平的反向平行β
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片层组成。进一步研究发现，在热胁迫时OsCRRP基因的表达上调，蛋白积累量增多，在耐高温逆境方面发挥重要的作用。
[0016]本专利技术首次揭示了OsCRRP基因的生物学功能。OsCRRP不存在已知的结构域，一级结构中由13个半光氨酸组成了CRR(Cys
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rich repeat)类原件，结构独特。蛋白质结构预测表明，OsCRRP的结构是一个“矩形盒”状，由高置信水平的反向平行β
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片层组成。通过在水稻品种日本晴中敲除OsCRRP基因，发现转基因植株在热胁迫下萌发率降低，幼苗叶片枯萎。实时定量PCR和蛋白质免疫印迹实验发现OsCRRP基因和蛋白在热胁迫下均被诱导表达。
[0017]综上，本专利技术研究OsCRRP在水稻耐热胁迫的作用。该基因是一个热激响应基因，对水稻的耐热性至关重要。
附图说明
[0018]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细说明。
[0019]图1为OsCRRP蛋白系统进化及结构分析；
[0020]图1中，
[0021]A为OsCRRP蛋白在玉米，水稻，短柄草，大麦和高粱等物种中的系统进化树，
[0022]B为OsCRRP蛋白特殊的CRR(Cys
‑
rich repeat)类原件，
[0023]C为由AlphaFold预测的OsCRRP蛋白结构图；
[0024]图2为基因敲除突变体Oscrrp的耐热性显著下降；
[0025]图2中，
[0026]A为野生型NIP和突变体Oscrrp在28℃下的萌发率，
[0027]B为为野生型NIP和突变体Oscrrp在38℃下的萌发率，
[0028]C为两周龄的野生型NIP和突变体Oscrrp处理前(28℃)以及42℃处理3小时后的叶片表型；
[0029]D为野生型NIP和突变体Oscrrp42℃处理3小时后的叶片萎蔫率统计，
[0030]E为两周龄的野生型NIP(28℃培养)在42℃处理后的OsCRRP基因表达变化，
[0031]F为原生质体(28℃培养)在42℃处理后的OsCRRP蛋白积累量。
具体实施方式
[0032]以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。若未特别指明，实施例均按照常规实验条件，如Sambrook等分子克隆实验手册(Sambrook J&Russell DW，2001，Molecular Cloning：a Laboratory Manual)，或按照制造厂商说明书建议的条件。
[0033]实施例1、OsCRRP是一个结构独特(Cys
‑
rich repeat)且功能完全未知蛋白OsCRRP：即，LOC_Os03g36080是一个功能完全未知的蛋白。
[0034]OsCRRP的氨基酸序列如SEQ ID NO：3所述(末尾有终止子)。OsCRRP基因的核苷酸
序列如SEQ ID NO：1所示，编码区序列(CDS)如SEQ ID NO：2所示。
[0035]系统进化分析表明，OsCRRP的同源蛋白仅存在于玉米、水稻、短柄草、大麦及高粱等单子叶植物中(图1.A)。并且OsCRRP与大麦、高粱和玉米等物种中的同源蛋白亲缘关系更近，同源性达75％以上。目前，这些蛋白的生物学功能均未知。因此，本专利技术研究并确认OsCRRP基因的功能。
[0036]由于OsCRRP一级结构中13个半光氨酸组成了CRR(Cys
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.OsCRRP在水稻耐热胁迫中的应用，其特征在于：OsCRRP基因的核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示。2.根据权利要求1所述的OsCRRP在水稻耐热胁迫中的应用，其特征在于：OsCRRP基因编码区序列如SEQ ID NO：2所示。3.根据权利要求2所述的OsCRRP在...

【专利技术属性】
技术研发人员：边红武，连桂伟，郭芾，祁佩佩，韩凝，朱睦元，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：