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FSLE1基因或其编码蛋白在调控植物耐水淹能力中的用途制造技术

技术编号:44771922 阅读:4 留言:0更新日期:2025-03-26 12:51
本发明专利技术公开了FSLE1基因或其编码蛋白在调控植物耐水淹能力中的用途。本发明专利技术在大容量水稻突变体库中获得fsm1突变体,其表现为气腔发育异常,试验发现fsm1突变体是水淹敏感突变体;通过图位克隆发现fsm1突变体是FSLE1基因缺失得到的突变体,通过向fsm1突变体中回补FSLE1基因,发现回补FSLE1基因的株系恢复了野生型水稻的表型。本发明专利技术进一步构建了过表达FSLE1基因株系,并模拟水淹处理分蘖期的野生型水稻WT和过表达FSLE1基因株系,发现相比于野生型水稻WT,过表达FSLE1基因株系减产幅度显著减小。本发明专利技术在提高植物耐水淹能力、培育耐水淹能力强的水稻品种等方面具有应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及从水稻中分离的耐水淹相关的基因及其用途,尤其涉及从水稻中分离的 fsle1基因或其编码蛋白在调控水稻耐水淹能力中的用途,属于 fsle1基因及其用途领域。


技术介绍

1、淹涝灾害是水稻生产中常见的非生物胁迫之一,全世界水稻种植面积中有25-30%容易受到淹涝胁迫。当植物被长时间水淹时,植物会受到氧化胁迫产生过量活性氧ros损害细胞,植物根系中大量矿质元素以及主要中间代谢产物溶解丢失,同时,无氧呼吸会产生不利植物生长的有毒次级代谢产物,如乙醇、乙醛等,最终导致植物根部甚至整株植物细胞缺氧,严重时导致植物死亡。

2、近些年,水稻的耐涝分子机制取得一些瞩目的进展。sub1a是最早发现的控制水稻耐淹性的主要qtl位点,含有 sub1a基因的水稻耐涝品种在水淹条件下能够诱导乙醇脱氢酶等发酵基因的表达,使植物在水下的生长受到抑制,提高了植物的耐淹能力以及水淹退去后的存活能力(xu, k., xu, x., fukao, t., et al. (2006). sub1a is an ethylene-response-factor-likegene that confers submergence tolerance to rice, nature,442: 705-8)。yoko hattori等人利用在深水中存活的品系c9285,图位克隆定位了 sk1基因和 sk2基因, sk1基因和 sk2基因的表达产物通过ga引起节间的显著伸长,产生节间伸长露出水面的耐淹水稻现象(hattori, y., nagai, k., furukawa, s., et al. (2009). theethylene response factorsand allow rice to adapt to deep water, nature, 460:1026-u116)。蛋白激酶cipk15调控植物能量和压力传感器snrk1a,并将缺氧信号与依赖snrk1的糖传感级联反应联系起来,进而调节能量的产生,促使水稻在深水环境下生长继续生长(lee, k. w., chen, p. w., lu, c. a., et al. (2009). coordinated responsesto oxygenand sugar deficiency allow rice seedlings to tolerate flooding, science signaling, 2)。

3、通气组织(aerenchyma)是植物薄壁组织内一些空腔形成的相互连接、持续存在的气体空间,通气组织的形成也是针对淹涝胁迫的一种适应方式,有利于上部氧气向下部的输送。经典的观点认为通气组织给植物提供了一种扩散途径,使氧气从植物地上部分运输到低氧或缺氧的根系,以保证根的正常代谢需要。水稻叶片是进行光合作用的主要场所,水稻叶片通过其中脉的通气组织(气腔)将光合作用所产生的氧气源源不断输送给其它组织细胞,尤其是水稻的根部,保证水稻在水淹逆境下植株能够正常生长。

4、目前对水稻通气组织的研究主要聚焦在根部溶生性通气组织的形成,对于水稻叶片通气组织形成的分子机制尚不清楚,因此挖掘调控水稻叶片通气组织发育的基因,在培育耐水淹水稻新品种中具有重要的应用价值。


技术实现思路

1、本专利技术的主要目的是将 fsle1基因、fsle1蛋白、含有 fsle1基因的表达盒或含有 fsle1基因的重组植物表达载体应用于调控植物耐水淹能力或培育耐水淹植物品种。

2、为了实现上述目的,本专利技术所采用的主要技术方案包括:

3、本专利技术一方面是将 fsle1基因、fsle1蛋白、含有 fsle1基因的表达盒或含有 fsle1基因的重组植物表达载体应用于调控植物耐水淹能力。

4、本专利技术的一种优选的具体实施方案,所述的植物是禾本科植物。

5、本专利技术的一种优选的具体实施方案,所述的调控植物耐水淹能力是提高植物耐水淹能力;其中,所述的提高植物耐水淹能力是促进植物通气组织的发育或在水淹胁迫下降低减产幅度。

6、作为参考,本专利技术提供了一种实施方案。即通过将植物中的与植物耐水淹能力相关的fsle1蛋白的编码基因进行过表达,提高与植物耐水淹能力相关的fsle1蛋白的表达量或活性,从而提高植物耐水淹能力,进而促进植物通气组织的发育或在水淹胁迫下降低减产幅度。

7、本专利技术的一种优选的具体实施方案,一种培育耐水淹植物品质的方法,包括:在植物中过表达 fsle1基因,使 fsle1基因的表达量增强或使fsle1蛋白的功能或活性增强;譬如,将来源于水稻的 fsle1基因与表达调控元件相连接得到在植物中表达该基因的重组植物表达载体;将所述重组植物表达载体转化植物,使 fsle1基因在植物中进行过表达,所得到的转基因植物的耐水淹能力得到了提高。

8、作为参考,本专利技术提供了一种 fsle1基因植物重组表达载体,包括:将来源于水稻的 fsle1基因与表达调控元件相连接得到重组植物表达载体;该重组植物表达载体可以由5′端非编码区,seq id no.2所示的核苷酸和3′非编码区组成;其中,所述的5′端非编码区可以包括启动子序列、增强子序列或/和翻译增强序列;所述的启动子可以是组成型启动子、诱导型启动子、组织或器官特异性启动子;所述的3′非编码区可以包含终止子序列、mrna切割序列等。合适的终止子序列可取自根癌农杆菌的ti-质粒,例如章鱼碱合成酶和胭脂碱合成酶终止区。

9、所述重组植物表达载体还可含有用于选择转化细胞的选择性标记基因,用于选择经转化的细胞或组织。所述标记基因包括:编码抗生素抗性的基因以及赋予除草化合物抗性的基因等。此外,所述的标记基因还包括表型标记,例如β-半乳糖苷酶和荧光蛋白等。

10、转化方案以及将所述多核苷酸或多肽引入植物的方案可视用于转化的植物或植物细胞的类型而变化。将所述多核苷酸引入植物细胞的合适方法包括:显微注射、电穿孔、农杆菌介导的转化、直接基因转移以及高速弹道轰击等。在特定的实施方案中,可利用多种瞬时转化法将水稻的 本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.FSLE1基因、FSLE1蛋白、含有FSLE1基因的表达盒或含有FSLE1基因的重组植物表达载体在调控植物耐水淹能力中的用途;所述的植物是禾本科植物。

2.根据权利要求1所述的用途,其特征在于,所述的调控植物耐水淹能力是提高植物耐水淹能力。

3.根据权利要求2所述的用途,其特征在于,所述的提高植物耐水淹能力是促进植物通气组织的发育或在水淹胁迫下降低减产幅度。

4.根据权利要求1-3任何一项所述的用途,其特征在于,包括:将FSLE1基因在植物中进行过表达,提高FSLE1基因的表达量或表达水平;或增强FSLE1蛋白的功能或活性。

5.FSLE1基因、FSLE1蛋白、含有FSLE1基因的表达盒或含有FSLE1基因的重组植物表达载体在调控水稻分蘖数、株高、叶片长度或宽度中的用途。

6.根据权利要求5所述的用途,其特征在于,所述的调控水稻分蘖数是增加水稻分蘖数;所述的调控水稻株高是降低水稻株高;所述的调控水稻叶片长度或宽度是降低水稻叶片长度或宽度。

7.根据权利要求6所述的用途,其特征在于,将水稻中的FSLE1基因进行突变或沉默,使FSLE1基因的表达量降低或使FSLE1蛋白的正常功能产生缺陷。

8.根据权利要求1或5所述的用途,其特征在于,所述的FSLE1基因的CDS的核苷酸序列选自以下(a)或(b)所述的核苷酸序列:

9.根据权利要求1或5所述的用途,其特征在于,所述FSLE1蛋白的氨基酸序列为SEQ IDNO.1所示的氨基酸序列。

10.一种培育耐水淹植物品种的方法,其特征在于,包括:构建含有FSLE1基因的过表达重组植物表达载体;将所述的过表达重组植物表达载体转化植物,使FSLE1基因在植物中进行过表达,所得到的转基因植物耐水淹能力提高或在水淹胁迫下降低减产幅度;

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【技术特征摘要】

1.fsle1基因、fsle1蛋白、含有fsle1基因的表达盒或含有fsle1基因的重组植物表达载体在调控植物耐水淹能力中的用途;所述的植物是禾本科植物。

2.根据权利要求1所述的用途,其特征在于,所述的调控植物耐水淹能力是提高植物耐水淹能力。

3.根据权利要求2所述的用途,其特征在于,所述的提高植物耐水淹能力是促进植物通气组织的发育或在水淹胁迫下降低减产幅度。

4.根据权利要求1-3任何一项所述的用途,其特征在于,包括:将fsle1基因在植物中进行过表达,提高fsle1基因的表达量或表达水平;或增强fsle1蛋白的功能或活性。

5.fsle1基因、fsle1蛋白、含有fsle1基因的表达盒或含有fsle1基因的重组植物表达载体在调控水稻分蘖数、株高、叶片长度或宽度中的用途。

6.根据权利要求5所述的用途,其特征在于,所述的调控水...

【专利技术属性】
技术研发人员:崔学安张治国杜量衡张淑彤吴金霞孙学辉路铁刚
申请(专利权)人:中国农业科学院生物技术研究所
类型:发明
国别省市:

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