一种培育耐旱植物的方法技术

技术编号:7642187 阅读:228 留言:0更新日期:2012-08-04 19:52
本发明专利技术公开了一种培育耐旱植物的方法。本发明专利技术所提供的方法是向目的植物中导入OsEUI蛋白的编码基因,得到与所述目的植物相比耐旱性提高的转基因植物;所述OsEUI蛋白是如下(a)或(b)的蛋白质:(a)由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质;(b)将序列1的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物耐旱性相关的由序列1衍生的蛋白质。实验证明,利用本发明专利技术所提供的方法培育出的转OsEUI基因水稻对干旱的耐受性大大提高,进行干旱处理后复水,野生型TP309水稻成活率为35.4%±13.0%,而转OsEUI基因水稻的成活率高达85.4%±3.6%,这一结果对于研究开发抗旱植物新品种将具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
水资源短缺是我国乃至全球面临的严峻事实,也是未来全球经济社会可持续发展面临的重大问题。季节性干旱在降水量丰富的南方也频繁发生,如广东每年受旱面积超过750万亩;四川省2006年作物受旱面积达2100万亩,占播种面积的35%,绝收397万亩,造成直接经济损失达61亿元。农业是我国的第一用水大户,发展高效节水型农业是我国的基 本国策。在农业方面,水资源使用量最高的一项就是水稻灌溉。近年来随着工业用水、城镇供水大幅度增长,农业用水紧缺问题日益严重。我国农业用水量约占总用水量的70%,水稻是中国最主要的粮食作物之一,水稻的灌溉用水量又占到农业用水的70%。然而在很多水稻种植地区,水资源已经变得很紧缺了,且全球气候变化又加剧了水资源的短缺。水稻节水一方面需要推广节水栽培技术,减少灌溉用水量。另一方面则需要提高水稻对少水和短期缺水环境的耐受性,使其在减少灌溉的环境下能够不减产或略有增产。因此,挖掘水稻的生理及基因潜力、充分利用水稻的耐旱基因资源培育节水型的水稻品种就至关重要,对工农业生产的持续发展及人民生活水平的提高有着十分重要的意义。水稻的耐旱性是一个复杂的数量性状,与其他抗逆育种(如抗淹水性)相比,不管是基于表型的传统育种,还是分子标记辅助选择,水稻抗旱性育种的进展都相当缓慢。随着水稻基因组测序计划的完成,以及对水稻基因组注释的日益完善,使得通过基因工程改良水稻的抗旱性成为可能。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种OsEn蛋白及其编码基因的新用途。本专利技术所提供的新用途为编码OsEn蛋白的核酸分子或所述OsEn蛋白在调控植物耐旱性中的应用。在本专利技术的实施例中,所述调控植物耐旱性具体表现为增强植物的耐旱性。所述OsEH蛋白或编码所述OsEH蛋白的核酸分子在培育耐旱植物中的应用也属于本专利技术的保护范围。所述OsEH蛋白是如下(a)或(b)的蛋白质(a)由序列表中序列I所示的氨基酸序列组成的蛋白质;(b)将序列I的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物耐旱性相关的由序列I衍生的蛋白质。编码所述OsEH蛋白的核酸分子是如下I)或2)或3)的DNA分子 I)序列表中序列2所示的DNA分子;2)在严格条件下与I)限定的DNA分子杂交且编码耐旱性相关蛋白的DNA分子;3)与I)或2)限定的DNA分子具有90%以上同源性,且编码耐旱性相关蛋白的DNA分子。上述严格条件可为在6X SSC,O. 5% SDS的溶液中,在65°C下杂交,然后用2X SSC,O. I % SDS 和 I X SSC, O. I % SDS 各洗膜一次。 本专利技术还提供了利用OsEn蛋白的编码基因培育耐旱转基因植物的方法。该包括如下步骤向目的植物中导入OsEn蛋白的编码基因,得到与所述目的植物相比耐旱性提高的转基因植物;所述OsEH蛋白是如下(a)或(b)的蛋白质(a)由序列表中序列I所示的氨基酸序列组成的蛋白质;(b)将序列I的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物耐旱性相关的由序列I衍生的蛋白质。序列I由577个氨基酸组成。所述OsEH蛋白的编码基因是如下I)或2)或3)的DNA分子I)序列表中序列2所示的DNA分子;2)在严格条件下与I)限定的DNA分子杂交且编码耐旱性相关蛋白的DNA分子;3)与I)或2)限定的DNA分子具有90%以上同源性,且编码耐旱性相关蛋白的DNA分子。上述严格条件可为在6X SSC,O. 5% SDS的溶液中,在65°C下杂交,然后用2X SSC,O. I % SDS 和 I X SSC, O. I % SDS 各洗膜一次。序列2由1734个核苷酸组成,这1734个核苷酸即为所述OsEW蛋白(序列I)的编码序列。所述OsEn蛋白的编码基因是通过表达所述OsEn蛋白的编码基因的重组表达载体导入所述目的植物中的;所述重组表达载体中启动所述OsEn蛋白的编码基因的启动子是35S启动子。所述35S启动子的核苷酸序列为序列表中序列3。在本专利技术的一个实施例中,所述重组表达载体具体为在35S_C1301(参考文献ZhuY, Nomura T, Xu Y, Zhang Y, Peng Y, et al. (2006) ELONGATED UPPERMOST INTERNODEencodes a cytochrome P450 monooxygenase that epoxidizes gibberellins in a noveldeactivation reaction in rice. Plant Cell 18:442-456.)的多克隆位点插入所述OsEn蛋白的编码基因得到的重组质粒。所述多克隆位点具体为酶切位点Kpn I和Xba I。所述OsEH蛋白的编码基因是如下I)或2)或3)的DNA分子I)序列表中序列2所示的DNA分子;2)在严格条件下与I)限定的DNA分子杂交且编码耐旱性相关蛋白的DNA分子;3)与I)或2)限定的DNA分子具有90%以上同源性,且编码耐旱性相关蛋白的DNA分子。上述严格条件可为在6XSSC,0. 5% SDS的溶液中,在65°C下杂交,然后用2X SSC,0. I % SDS 和 I X SSC, 0. I % SDS 各洗膜一次。所述重组表达载体可通过使用Ti质粒、Ri质粒、植物病毒载体、直接DNA转化、显微注射、电导、农杆菌介导等常规生物学方法转化植物细胞或组织,并将转化的植物组织培育成植株。所述植物可为单子叶植物,也可为双子叶植物,如水稻等农作物。在本专利技术的一个实施例中,所述植物为单子叶植物水稻,具体为水稻品种TP309。本专利技术获得了转OsEn基因水稻株系。在干旱处理后,野生型水稻和转空载对照水稻的叶片全部萎焉;而转OsEn基因水稻呈现出正常的生长状态,叶片舒展。复水后野生型TP309水稻的成活率为35. 4% ±13. 0%,转空载对照TP309/35S-C1301的成活率与野生型TP309水稻无显著差异,而转OsEH基因水稻TP309/EUI-0X的成活率高达85. 4%±3. 6%。这表明OsEn能明显地提高水稻幼苗对干旱胁迫的耐性,使植物在遇到干旱胁迫时能正常生长,不致胁迫致死。这有助于提高植物对干旱胁迫的耐受性,具有广阔的应用前旦ο附图说明图I为野生型水稻白狩 毛和ds027突变体的抗旱性分析。其中,A为未进行干旱处理的野生型水稻白狩毛和ds027突变体;B为干旱处理的野生型水稻白狩毛和ds027突变体;C为干旱处理重新复水后的植株;D为复水后野生型水稻白狩毛和ds027突变体的成活率统计。A-D中,WT均表示野生型水稻白狩毛;ds027均表示ds027突变体水稻。图2为ds027等位突变体水稻M187和eui-Ι的抗旱性分析。其中,M187表示M187突变体水稻;Kitaake表示粳稻品种Kitaake (M187遗传背景);ZS97表示籼稻品种珍汕97 (eui-Ι遗传背景)。图3为35S-C1301-0SEH载体的结构示意图。图4为转OsEH基因水稻的抗旱性分析。其中,I和2表示未转基因的水稻品种TP309 ;3表示转入35S-C1301空载体的水稻品种TP309 ;4_6表示转OsE本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:周时荣张海文权瑞党张执金黄荣峰
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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