水稻抗逆相關(guān)基因OsSIDP366及其編碼蛋白與應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】水稻抗逆相關(guān)基因OsSIDP366及其編碼蛋白與應(yīng)用，涉及水稻基因。所述水稻抗逆相關(guān)基因OsSIDP366的核苷酸序列如序列表中的SEQ ID No:1所示。所述水稻抗逆相關(guān)基因OsSIDP366編碼的蛋白的氨基酸序列如序列表中的SEQ ID No:2所示。所述水稻抗逆相關(guān)基因OsSIDP366可用于提高水稻對鹽脅迫和干旱脅迫的抗性，培育耐鹽、抗旱性增強(qiáng)的水稻。所述培育耐鹽、抗旱性增強(qiáng)的水稻可以采用如下方法：構(gòu)建水稻抗逆相關(guān)基因OsSIDP366的過量表達(dá)載體，并將其轉(zhuǎn)化水稻，篩選獲得耐鹽、抗旱性增強(qiáng)的水稻。為耐鹽、抗旱水稻新品種的培育提供了理論基礎(chǔ)。
【專利說明】水稻抗逆相關(guān)基因OsSIDP366及其編碼蛋白與應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及水稻基因，特別是涉及水稻抗逆相關(guān)基因0SSIDP366及其編碼蛋白與 應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002] 由于生活在自然環(huán)境中，植物一生中會(huì)面臨例如干旱、高鹽、高溫、低溫等一系 列非生物逆境，而這些逆境嚴(yán)重影響了植物的生長發(fā)育，及其后代的繁衍（Hirayama，T. and K. Shinozaki (2010) ?''Research on plant abiotic stress responses in the post-genome era:past, present and future. ''Plant.1 61 (6) : 1041-1052. ) 〇 7jC 稻是單子葉植物模式生物，同時(shí)也是我國乃至全球重要的糧食作物；高鹽、干旱和低 溫等非生物脅迫嚴(yán)重影響了水稻的生長發(fā)育，并且造成水稻的大幅減產(chǎn)。近年來， 隨著全球氣候的變化，土壤鹽漬化等問題的不斷出現(xiàn)更將對水稻的種植提出新的考 驗(yàn)(Wang, ff. , et al. (2003) ?''Plant responses to drought, salinity and extreme temperatures:towards genetic engineering for stress tolerance. 〃Planta 218 (1) : 1-14.)。目前，尋找抗逆相關(guān)基因，并利用遺傳工程培育抗逆水稻品種已成為作物 新品種培育的方向。
[0003] 0sSIDP366是DUF1644基因家族的成員，DUF1644基因家族包含一個(gè)DUF1644結(jié) 構(gòu)域，該結(jié)構(gòu)域是在植物中高度保守的一個(gè)未知功能結(jié)構(gòu)域，大約有160個(gè)氨基酸，包含9 個(gè)高度保守的半胱氨酸殘基。對DUF1644結(jié)構(gòu)域的功能迄今仍鮮有報(bào)道，Genevestigator Microarray數(shù)據(jù)庫（https://www.genevestigator.com)分析表明，該家族基因在水稻 的不同組織中都有不同水平的表達(dá)，并且受到干旱、高鹽、低溫等多種非生物脅迫誘導(dǎo)表 達(dá)。因此水稻DUF1644家族的基因可能在非生物脅迫應(yīng)答反應(yīng)中發(fā)揮了重要作用。李敏 在對 0sSIDP361 (L0C_0s01g42700)，0sSIDP364 (L0C_0s02g05710)的研究中，過表達(dá) L0C_ 0s01g42700基因使得水稻中抗逆相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子及LEA3, Rabl6等抗逆基因的轉(zhuǎn)錄水平上 調(diào)，并使水稻的耐鹽，抗旱能力提高，說明DUF1644基因在水稻抗逆脅迫應(yīng)答反應(yīng)起了重要 作用（李敏（2012).DUF1644家族基因SIDP364&SIDP361在鹽脅迫應(yīng)答中的功能研究，廈門 大學(xué).博士論文）。〇sSIDP366基因的功能至今仍未揭示，0sSIDP366在提高水稻抗逆方面 的功能也未見報(bào)道。對0sSIDP366基因的深入研究也將有助于了解DUF1644結(jié)構(gòu)域功能， 及其在水稻中參與抗逆應(yīng)答反應(yīng)及其他生物過程的分子機(jī)制，為培育抗性新品種提供理論 依據(jù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的第一目的在于提供水稻抗逆相關(guān)基因0SSIDP366。
[0005] 本發(fā)明的第二目的在于提供水稻抗逆相關(guān)基因0sSIDP366編碼的蛋白。
[0006] 本發(fā)明的第三目的在于提供水稻抗逆相關(guān)基因0sSIDP366在培育耐鹽、抗旱的水 稻中的應(yīng)用。
[0007] 所述水稻抗逆相關(guān)基因0sSIDP366的核苷酸序列如序列表中的SEQ ID N〇:l所 /_J、i o
[0008] 所述水稻抗逆相關(guān)基因0sSIDP366編碼的蛋白的氨基酸序列如序列表中的SEQ ID No:2所示。
[0009] 所述水稻抗逆相關(guān)基因0SSIDP366可用于提高水稻對鹽脅迫和干旱脅迫的抗性， 培育耐鹽、抗旱性增強(qiáng)的水稻。
[0010] 所述培育耐鹽、抗旱性增強(qiáng)的水稻可以采用如下方法：
[0011] 構(gòu)建水稻抗逆相關(guān)基因0SSIDP366的過量表達(dá)載體，并將其轉(zhuǎn)化水稻，篩選獲得 耐鹽、抗旱性增強(qiáng)的水稻。
[0012] 所述表達(dá)載體可為Ti類質(zhì)粒載體；所述轉(zhuǎn)化方法可采用農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化法或基 因槍介導(dǎo)轉(zhuǎn)化法等，優(yōu)選農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化方法。
[0013] 在鹽脅迫和干旱脅迫條件下，本發(fā)明中的水稻抗逆相關(guān)基因0SSIDP366的過量表 達(dá)轉(zhuǎn)基因植株的相對株高顯著高于對照，表明該基因的過量表達(dá)能夠提高轉(zhuǎn)基因水稻對鹽 脅迫和干旱脅迫的抗性。本發(fā)明為耐鹽、抗旱水稻新品種的培育提供了理論基礎(chǔ)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例中0SSIDP366基因過量表達(dá)轉(zhuǎn)基因水稻的PCR檢測電泳圖 (擴(kuò)增Hyg及35s片段）。圖1中M為DL5000DNA marker，編號(hào)1?26為轉(zhuǎn)基因水稻植株 DNA為模板擴(kuò)增，編號(hào)wt為以野生型水稻植株DNA為模板擴(kuò)增，編號(hào)N為水做模板的陰性對 照。根據(jù)最終表達(dá)載體PH7WG2上潮霉素Hyg基因及CaMV35s啟動(dòng)子序列設(shè)計(jì)引物，用于轉(zhuǎn) 基因植株的鑒定。
[0015] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例中0sSIDP366基因過量表達(dá)轉(zhuǎn)基因水稻中0sSIDP366基因的 相對表達(dá)水平。圖2中，橫坐標(biāo)為不同轉(zhuǎn)基因水稻株系，其中WT為野生型水稻，0E2, 0E17 分別為T1代0sSIDP366基因過量表達(dá)轉(zhuǎn)基因水稻株系；縱坐標(biāo)為0sSIDP366基因的相對表 達(dá)水平，柱形圖中堅(jiān)線代表3個(gè)技術(shù)重復(fù)的標(biāo)準(zhǔn)誤差，"**"表示0sSIDP366基因在過量表 達(dá)轉(zhuǎn)基因水稻株系與野生型水稻之間表達(dá)水平具有極顯著差異。
[0016] 圖3為T1代0sSIDP366基因過量表達(dá)轉(zhuǎn)基因植株和野生型水稻植株在Ommol/L， 200mmol/L NaCl處理10d后相對株高。表示0sSIDP366基因在過量表達(dá)轉(zhuǎn)基因水稻株 系與野生型水稻之間表達(dá)水平具有顯著差異（P〈〇. 05)，"**"表示0sSIDP366基因在過量表 達(dá)轉(zhuǎn)基因水稻株系與野生型水稻之間表達(dá)水平具有極顯著差異（P〈〇. 01)。
[0017] 圖4為T1代0sSIDP366基因過量表達(dá)轉(zhuǎn)基因植株和野生型水稻植株在0mmol/L， 150mmol/L Mannitol模擬干旱處理10d后相對株高。表示0sSIDP366基因在過量表達(dá) 轉(zhuǎn)基因水稻株系與野生型水稻之間表達(dá)水平具有顯著差異（P〈〇. 05)，"**"表示0sSIDP366 基因在過量表達(dá)轉(zhuǎn)基因水稻株系與野生型水稻之間表達(dá)水平具有極顯著差異（P〈〇. 01)。
[0018] 圖5為T1代0sSIDP366基因過量表達(dá)轉(zhuǎn)基因植株和野生型水稻植株離體葉片的 失水速率。
[0019] 圖6為T1代0sSIDP366基因過量表達(dá)轉(zhuǎn)基因植株和野生型水稻植株在干旱過程 中的相對含水量。
[0020] 圖7為T1代0sSIDP366基因過量表達(dá)轉(zhuǎn)基因植株和野生型水稻植株在200mmol/ L NaCl處理和150mmol/L Mannitol模擬干旱處理Oh (橫坐標(biāo)中的H20)、24h后體內(nèi)脅迫相 關(guān)基因 SNAC1 (stress-responsive NAC transcription factor lgene,脅迫響應(yīng)的 NAC 轉(zhuǎn) 錄因子1基因）的相對表達(dá)量。表示0sSIDP366基因在過量表達(dá)轉(zhuǎn)基因水稻株系與野 生型水稻之間表達(dá)水平具有顯著差異（P〈〇. 05)，"**"表示0sSIDP366基因在過量表達(dá)轉(zhuǎn)基 因水稻株系與野生型水稻之間表達(dá)水平具有極顯著差異（P〈〇. 01)。
[0021] 圖8為T1代0sSIDP366基因過量表達(dá)轉(zhuǎn)基因植株和野生型水稻植株在200mmol/ L NaCl處理和150mmol/L Mannitol模擬干旱處理Oh (橫坐標(biāo)中的H20)、24h后體內(nèi)脅迫相 關(guān)基因0sHAK5(potassium transporter 5gene,水稻鉀轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白5基因）的相對表達(dá)量。 表示0sSIDP366基因在過量表達(dá)轉(zhuǎn)基因水稻株系與野生型水稻之間表達(dá)水平具有顯著 差異（P〈0. 05)，"**"表示0sSIDP366基因在過量表達(dá)轉(zhuǎn)基因水稻株系與野生型水稻之間 表達(dá)水平具有極顯著差異（P〈〇. 01)。
[0022] 圖9為T1代0sSIDP366基因過量表達(dá)轉(zhuǎn)基因植株和野生型水稻植株在200mmol/ LNaCl處理和150mmol/LMannitol模擬干旱處理Oh (橫坐標(biāo)中的H20)、24h后體內(nèi)脅迫相 關(guān)基因？1321&1'(^61^2〇16-；[11(11106(1口1'(^6；[111，烯丙苯噻唑誘導(dǎo)蛋白1基因的相對表達(dá)量。 表示0sSIDP366基因在過量表達(dá)轉(zhuǎn)基因水稻株系與野生型水稻之間表達(dá)水平具有顯著 差異（P〈0. 05)，"**"表示0sSIDP366基因在過量表達(dá)轉(zhuǎn)基因水稻株系與野生型水稻之間 表達(dá)水平具有極顯著差異（P〈0. 01)。

【具體實(shí)施方式】
[0023] 以下實(shí)施例將對本發(fā)明作進(jìn)一步說明：
[0024] 實(shí)施例1水稻抗逆相關(guān)基因0sSIDP366的獲得與過量表達(dá)載體的構(gòu)建
[0025] 在水稻中鑒定出一個(gè)新的DUF1644基因家族基因，該基因在水稻的抗逆應(yīng)答 中發(fā)揮了重要的作用。根據(jù)0sSIDP366基因cDNA核苷酸序列，合成引物0sSIDP366-F/ 0sSIDP366-R(SEQ ID No:3, 4)：

【權(quán)利要求】
1. 水稻抗逆相關(guān)基因0sSIDP366,其特征在于其核苷酸序列如序列表中的SEQ ID N〇:l 所示。
2. 水稻抗逆相關(guān)基因 OsSIDP366編碼的蛋白，其特征在于其氨基酸序列如序列表中的 SEQ ID No:2 所示。
3. 如權(quán)利要求1所述水稻抗逆相關(guān)基因 OsSIDP366在提高水稻對鹽脅迫和干旱脅迫的 抗性，培育耐鹽、抗旱性增強(qiáng)的水稻中應(yīng)用。
4. 如權(quán)利要求3所述應(yīng)用，其特征在于所述培育耐鹽、抗旱性增強(qiáng)的水稻采用如下方 法： 構(gòu)建水稻抗逆相關(guān)基因0sSIDP366的過量表達(dá)載體，并將其轉(zhuǎn)化水稻，篩選獲得耐鹽、 抗旱性增強(qiáng)的水稻。
5. 如權(quán)利要求4所述應(yīng)用，其特征在于所述表達(dá)載體為Ti類質(zhì)粒載體。
6. 如權(quán)利要求4所述應(yīng)用，其特征在于所述轉(zhuǎn)化的方法采用農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化法或基因 槍介導(dǎo)轉(zhuǎn)化法。
7. 如權(quán)利要求6所述應(yīng)用，其特征在于所述轉(zhuǎn)化的方法采用農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化方法。
【文檔編號(hào)】A01H5/00GK104450741SQ201410784056
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月16日
【發(fā)明者】陳亮, 郭遲鳴, 羅成科, 李敏, 張玉霞, 郭小玲 申請人:廈門大學(xué)