【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及植物基因工程，具体地说，涉及plt3基因在调控植物苗期节间和中胚轴热响应生长中的应用。
技术介绍
1、随着我国工农业的快速发展，劳动力转移、农业灌溉用水减少以及气候变化等，使水稻的生产面临严峻的挑战。水稻旱直播栽培技术通过将干燥种子利用机械直接播种于一定深度的土壤中，使种子利用土壤中的水分进行萌芽生长，能够在一定程度上解决限制水稻生产的难题。然而，目前推广的水稻品种主要是以适于移栽为目的育成，大部分水稻品种的耐深播性差也限制了水稻旱直播技术推广。其中，苗期节间和中胚轴伸长是水稻幼苗旱直播深播条件下顶土出苗的作用力，且两个器官的伸长生长受外界环境温度影响，有助于深播水稻应对气候变化。但是，目前关于水稻苗期节间和中胚轴响应温度伸长的分子机制均未见报道。因此，探索水稻苗期节间和中胚轴温度响应生长分子机制，发掘关键调控基因以及其在深播条件下的出苗潜力对于旱直播栽培技术的推广具有重要意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供plt3基因在调控植物苗期节间和中胚轴热响应生长中的应用。
2、本专利技术构思如下：首先通过生理实验了解水稻苗期节间和中胚轴响应温度伸长的组织及细胞学水平的变化，对不同温度生长的苗期节间和中胚轴进行rna-seq 测序，筛选组织特异温度响应差异表达基因；进一步结合atac-seq数据，比较两个组织的表观遗传差异，获得在两个组学水平上的潜在调控基因；同时，两个组学数据相结合，识别潜在的转录因子及挖掘潜在下游调控基因，构建基因表达调控网络。根据
3、为了实现本专利技术目的，第一方面，本专利技术提供植物ap2/erebp家族转录因子plt3基因的以下任一应用：
4、1）调控植物苗期节间和中胚轴的热响应生长；
5、2）调控高环境温度下植物深播出苗。
6、ap2/erebp转录因子能在逆境适应和逆行信号中整合代谢、激素和环境信号调控植物生长，是基因调控网络中重要的一部分。
7、plt3基因在水稻基因数据库（https://rice.uga.edu/index.shtml）中的编号为 loc_os02g40070 (ap2-likeethylene-responsive transcription factor plethora 2, plt3)。
8、进一步地，所述调控为负调控。
9、所述植物包括禾本科植物，优选水稻，更优选旱直播水稻。
10、第二方面，本专利技术提供一种促进高环境温度下水稻苗期节间和中胚轴生长的方法，所述方法包括：利用基因工程手段，弱化或敲除水稻中的plt1基因。
11、第三方面，本专利技术提供一种促进高环境温度下水稻深播出苗的方法，所述方法包括：利用基因工程手段，弱化或敲除水稻中的plt3基因。
12、进一步地，可以采用crispr、talen或zfn基因编辑技术等弱化或敲除所述基因。
13、在本专利技术的一个具体实施方式中，以plt3基因为靶标，设计基于crispr/cas9的sgrna序列，将含有编码所述sgrna序列的dna片段连接到携带crispr/cas9的载体中，转化水稻，进而获得该基因功能缺失的转基因水稻。
14、优选地，sgrna作用位点的核苷酸序列为5’- agagaatccgcagcctcaccagg -3’（seqid no:8）。
15、携带有所述目的基因的表达载体可通过使用ti质粒、植物病毒载体、直接dna转化、微注射、电穿孔等常规生物技术方法导入植物细胞中（weissbach，1998，methodforplantmolecularbiologyviii，academypress，newyork，第411-463页；geiserson和corey，1998，plantmolecularbiology，2ndedition）。
16、第四方面，本专利技术提供按照所述方法获得的转基因水稻在植物育种中的应用。
17、育种方法包括但不限于转基因、杂交、回交、自交或无性繁殖。
18、借由上述技术方案，本专利技术至少具有下列优点及有益效果：
19、本专利技术首次发现ap2/erebp 家族的plt 转录因子在水稻旱直播具有非常大的应用价值。 plt3是水稻深播出苗的负调控因子。苗期节间和中胚轴均长的 plts突变体在浅播条件下的出苗速度及出苗率与野生型无明显差异，但在深播条件下与野生型相比出苗快、出苗率也更高；同时，虽然32℃的温暖环境促使野生型和突变体的出苗时间提前、出苗速度加快；并且当野生型的出苗率在32℃大幅降低时， plts突变体仍能够保持较高的出苗率。 plts突变体的耐深播特性及强出苗性能提示我们其在旱直播、特别是夏季高温的旱直播生产中具有重要的应用价值。通过在自然群体或栽培品种中找到 plts的优良单倍型，将有利于培育适于深播的水稻品种。
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1.PLT3基因的以下任一应用：
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述调控为负调控。
3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述植物包括禾本科植物，优选水稻。
4.一种促进高环境温度下水稻苗期节间和中胚轴生长的方法，其特征在于，所述方法包括：利用基因工程手段，弱化或敲除水稻中的PLT3基因；所述PLT3基因同权利要求1中所述。
5.一种促进高环境温度下水稻深播出苗的方法，其特征在于，所述方法包括：利用基因工程手段，弱化或敲除水稻中的PLT3基因；所述PLT3基因同权利要求1中所述。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，采用CRISPR、TALEN或ZFN基因编辑技术弱化或敲除所述基因。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，以PLT3基因为靶标，设计基于CRISPR/Cas9的sgRNA序列，将含有编码所述sgRNA序列的DNA片段连接到携带CRISPR/Cas9的载体中，转化水稻，进而获得该基因功能缺失的转基因水稻。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，sg
9.按照权利要求4-8任一项所述方法获得的转基因水稻在植物育种中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，育种方法包括转基因、杂交、回交、自交或无性繁殖。
...【技术特征摘要】
1.plt3基因的以下任一应用：
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述调控为负调控。
3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述植物包括禾本科植物，优选水稻。
4.一种促进高环境温度下水稻苗期节间和中胚轴生长的方法，其特征在于，所述方法包括：利用基因工程手段，弱化或敲除水稻中的plt3基因；所述plt3基因同权利要求1中所述。
5.一种促进高环境温度下水稻深播出苗的方法，其特征在于，所述方法包括：利用基因工程手段，弱化或敲除水稻中的plt3基因；所述plt3基因同权利要求1中所述。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，采用crispr、tale...
【专利技术属性】
技术研发人员：薛勇彪，陈紫媚，赵洪，
申请(专利权)人：中国科学院遗传与发育生物学研究所，
类型：发明
国别省市：
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