组蛋白甲基转移酶SDG723调控水稻抽穗期中的应用制造技术

发明专利技术名称：组蛋白甲基转移酶SDG723调控水稻抽穗期中的应用本发明专利技术属于植物转基因工程技术领域，具体涉及组蛋白甲基转移酶基因SDG723在调控水稻抽穗期中的应用。实验显示，在抑制SDG723的转基因植株中，H3K4三甲基化显著下降，说明该基因是组蛋白H3K4三甲基化转移酶。抑制SDG723后，植株的抽穗期延迟30天左右。利用Realtime-PCR检测与抽穗期相关的基因，发现促进开花基因的表达量在SDG723抑制植株中下降。以上结果表明，SDG723通过调控组蛋白H3K4三甲基化修饰进而调控水稻的抽穗期。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】专利技术名称：组蛋白甲基转移酶SDG723调控水稻抽穗期中的应用本专利技术属于植物转基因工程
，具体涉及组蛋白甲基转移酶基因SDG723在调控水稻抽穗期中的应用。实验显示，在抑制SDG723的转基因植株中，H3K4三甲基化显著下降，说明该基因是组蛋白H3K4三甲基化转移酶。抑制SDG723后，植株的抽穗期延迟30天左右。利用Realtime-PCR检测与抽穗期相关的基因，发现促进开花基因的表达量在SDG723抑制植株中下降。以上结果表明，SDG723通过调控组蛋白H3K4三甲基化修饰进而调控水稻的抽穗期。【专利说明】组蛋白甲基转移酶SDG723调控水稻抽穗期中的应用
本专利技术属于植物基因工程
。具体涉及一个调控水稻抽穗期的组蛋白甲基转移酶基因SDG723的分离克隆、功能验证和应用。
技术介绍
组蛋白修饰是表观遗传调控的重要机制之一，核心组蛋白的功能在进化上高度保守，但是其结构却处于动态变化之中，其修饰不仅影响基因的表达活性，而且还会调节其转录活跃或者沉默状态的改变。组蛋白赖氨酸的甲基化是常见的组蛋白修饰，主要发生在组蛋白H3的赖氨酸4、9、14、27、36、79以及组蛋白H4的赖氨酸的20和59位上(Transcription regulation by histone methylation:1nterplay between covalentmodification of core histone tails.Gene Devj 2001 )D 从整体染色体的动态变化而言，H3K4甲基化与常染色质相关。从基因的转录水平来讲，H3K4位点的甲基化常与基因的转录激活相关。酵母的DNA芯片结果显示，芽殖酵母里SETl基因的突变引起了组蛋白H3K4修饰的缺失，导致80%的基因表达被抑制(Boa S et al.，Saccharomycescerevisiae Setlp is a methyltransferase specific for lysine4of histone H3andis required for efficient gene expression.Yeast，2003)。ATXl 是拟南芥中与果蝇中TRX同源的基因，具有H3K4的甲基转移酶活性，参与拟南芥花器官发育的调节。在atxl突变体中，FLC的表达量下降，FLC染色质上的H3K4三甲基化修饰减少，而二甲基化程度没有变化(Alvarez-Venegas R et al., ATX-1j an Arabidopsis homolog oftrithorax,activates flower homeotic genes.Curr Biol, 2003 ；Ste! phane Pien etal.，ARABID0PSIS TRITH0RAX1 Dynamically Regulates FLOWERING LOCUS C Activationvia Histone3Lysine4Trimethylation.Plant Cell，2008)。这表明拟南芥中的 ATXl 基因是通过对FLC基因的H3K4三甲基化修饰来保持其激活状态，进而调节开花时间。水稻中对组蛋白甲基转移酶的功能已有研究。SDG728是水稻组蛋白H3K9三甲基化酶，其通过调控反转座子基因区域的组蛋白三甲基化水平来影响DNA甲基化水平，进而调控反转座子的表达，维持水稻的基因组稳定，揭示了表观遗传调控在调节转座元件基因表达过程中的分子机制(Rice SUVH Histone Methyltransferase Genes DisplaySpecific Functions in Chromatin Modification and Retrotransposon Repression.Molecular Plant，2010)。SDG725是水稻组蛋白H3K36甲基化转移酶，通过调控BR合成途径及信号传导途径的基因Dll、BRIl和BUl的表达，对水稻的株高以及叶夹角进行调控(H3K36methylation is critical for brassinosteroid-regulated plant growth anddevelopment in rice.Plant Journal，2012)。SDG724 是水稻组蛋白 H3K36 甲基转移酶，通过表观遗传调控0sMADS50和长日照开花素基因RFTl的表达，进而调控水稻长日照开花途径，使得该基因的突变体在长日照条件下抽穗期推迟(The histone methyl transferaseSDG724mediates H3K36me2/3deposition at MADS50and RFTland promotes flowering inrice.Plant Cell, 2012)。目前，H3K4组蛋白甲基转移酶对于水稻生长发育的影响还知之甚少。本专利技术通过遗传转化、分子生物学等实验揭示了 SDG723在水稻抽穗期中的调控作用及应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供组蛋白甲基转移酶基因SDG723在调控水稻抽穗期上的功能验证及其及应用。本专利技术通过转基因方法抑制该基因表达后，在长日照条件下水稻抽穗期明显地延迟。本专利技术通过以下技术方案实现: 申请人:通过克隆技术得到水稻组蛋白甲基转移酶基因SDG723，其核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示，序列全长为3135个碱基，在该序列的第67个碱基至3069个碱基区段是该基因的编码区，共编码1023个氨基酸。在此基因的翻译区内设计一段该基因特异的片段，构建到抑制表达载体PDS1301 (图1)，然后转化水稻粳稻品种中花11，得到转基因水稻植株47。在TO全部检测了这些转基因植株中SDG723基因的表达情况，发现71%的转基因植株中的SDG723的转录水平明显受到了抑制。Western blot检测显示这些转基因抑制植株中，组蛋白赖氨酸H3K4三甲基化修饰显著低于野生型。性状考察结果表明，这些阳性转基因植株在长日照条件下抽穗期延迟30天左右。这说明本专利技术的所克隆到的组蛋白去甲基转移酶SDG723基因可以通过对组蛋白H3K4三甲基化的影响来调控水稻抽穗期。具体地本专利技术的步骤如下所述:(I)从 ChromDB 数据库(http: //www.chromdb.0rg/index, html)得到 SDG723 基因(基因登录号L0C_0s09g04890)的DNA序列，根据该序列设计引物对，以中花11成熟的叶片cDNA为模板，用一对特异引物扩增获得了 SDG723的全长cDNA (翻译起始位点上游67个碱基至下游3135个碱基)，为SEQ I DN0:1所示(其中67-3135是编码区)的核苷酸序列，扩增该片段的引物对的DNA序列如下所示: FL-F: 5，-GAACCCCAAATCCCTAAAC-3，FL-R: 5，-CCACCACAAAGTAAGTTCCA-3，(2)以上述扩增到SDG723全长cDNA为模板，扩增了 SDG723的特异片段区域，其序列为SEQ ID N0:3所示的核苷酸序列，扩增该片段的本文档来自技高网...

【技术保护点】
水稻组蛋白甲基转移酶SDG723在调控水稻抽穗期中的应用，其特征在于，所述的SDG723基因的核苷酸序列如序列表SEQ?ID?NO：1所示。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周道绣，张华，赵毓，
申请(专利权)人：华中农业大学，
类型：发明
国别省市：