一种提高植物耐旱能力的方法技术

本发明专利技术涉及一种提高植物耐旱能力的方法。揭示了一种TRAF-like家族基因，其可在不影响植物正常生长发育的前提下，减少植物在缺水情况下的蒸腾速率，从而提高了抗旱性。本发明专利技术的基因可极好地应用于植物品种的改良，提高植物对于逆境的抵抗力。本发明专利技术为运用转基因等分子育种技术培育耐旱的农作物新品种，提供了非常有价值的基因资源。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及。揭示了一种TRAF-like家族基因，其可在不影响植物正常生长发育的前提下，减少植物在缺水情况下的蒸腾速率，从而提高了抗旱性。本专利技术的基因可极好地应用于植物品种的改良，提高植物对于逆境的抵抗力。本专利技术为运用转基因等分子育种技术培育耐旱的农作物新品种，提供了非常有价值的基因资源。【专利说明】
本专利技术属于植物基因工程领域，更特别地，本专利技术涉及一种提高植物耐旱能力的 方法。
技术介绍
近年来，缺水引起的干旱导致全球范围内粮食大量减产甚至绝收，农产品匮乏致 使价格飙升是地区不稳定诱因之一。利用现代基因工程手段改造现有农作物提高其对干旱 的耐受性是未来农业的必由选择。寻找具有潜在使用价值的抗逆基因，探索其在农业生产 上的可能用途，是现代农业的迫切需求也是植物分子生物学家的使命。 随着植物分子生物学的快速发展，大量物种的基因组得到测序，从而为反向遗传 学的开展铺平了道路，但是由于基因众多，明确功能的只是冰山一角。因此，本领域需要鉴 定和分离对抗干旱环境的基因，并深入研究其抗逆境机制，更重要地是切实地将之应用于 生产实践，为育种上提供更好的抗旱新型基因。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供。 在本专利技术的第一方面，提供一种DOSl多肽或其编码基因的用途，用于提高植物耐 旱能力。 在一个优选例中，所述DOSl多肽还用于： 提高植物在干旱条件下的存活率； 降低植物（如植物叶片）的失水速率； 减小植物的气孔开度；或 降低植物在缺水情况下的蒸腾速率。 在另一优选例中，所述DOSl多肽是： (a)如SEQ ID NO:2所示氨基酸序列的蛋白；或 (b)将SEQ ID NO:2所示氨基酸序列经过一个或多个（如1-20个；较佳地1-10 个；更佳地1-5个）氨基酸残基的取代、缺失或添加而形成的，且具有提高植物耐旱能力功 能的由（a)衍生的蛋白。 在另一优选例中，所述的DOSl多肽来源于十字花科植物。 在另一优选例中，所述的DOSl多肽来源于拟南芥（Arabidopsis thaliana)。 在另一优选例中，所述的植物包括：禾本科植物（包括稻属，山羊草属，冰草属，燕 麦草属，燕麦属，薏苡属，稗属，披碱草属，偃麦草属，旱禾属，旱麦草属，大麦属，黑麦草属， 黍属，黑麦属，高粱属，小麦属），十字花科植物（包括鼠耳芥属，芸薹属，萝卜属，荠属，独行 菜属，菘蓝属，薄菜属，糖芥属）。 在本专利技术的另一方面，提供，所述方法包括：提高植 物中DOSl多肽的表达或活性。 在一个优选例中，所述的方法包括：将DOSl多肽的编码基因转入植物中。 在另一优选例中，所述的方法包括步骤： (i)提供携带表达载体的农杆菌，所述的表达载体含有DOSl多肽的编码基因； (ii)将植物细胞、组织或器官与步骤（i)中的农杆菌接触，从而使所述DOSl多肽 的编码基因转入植物。 在另一优选例中，所述方法还包括： (iii)选择出转入了 DOSl多的编码基因的植物细胞、组织、器官；以及 (iv)将步骤（iii)中的植物细胞、组织、器官再生并选出转基因植物。 在本专利技术的另一方面，提供一种转基因作物，利用所述的方法制备，并且相对未表 达转基因的野生型作物其抗旱能力得到提高。 在本专利技术的另一方面，提供一种DOSl多肽或其编码基因的用途，用作鉴定植物的 耐旱能力的分子标记物。 本专利技术的其它方面由于本文的公开内容，对本领域的技术人员而言是显而易见 的。 【专利附图】【附图说明】 图1、拟南芥DOSl基因的鉴定。 a. DOSl与拟南芥SINAT家族的氨基酸序列比较； b.在酵母中DOSl蛋白与自身和其他SINA家族蛋白之间的相互作用； C.在烟草细胞中DOSl自身相互作用的BIFC分析。 图2、AtDOSl的表达模式分析。 a-b.D0Sl基因在拟南芥各器官中的表达水平。St，茎（stem) ;F1，花（flower) ;CL， 莖生叶（cauline leaf) ;RL，莲座叶（rosette leaf) ;R，根（root) ;Co,子叶（cotyledon); YL，嫩叶（young leaf) ;ML，成熟叶（mature leaf) ;ES，早期衰老叶（黄叶面积小于25%); LS，晚期衰老叶（黄叶面积大于50%)。c-k. proDOSl-GUS转基因拟南芥的⑶S染色。 c.萌发1天的种子； d. 3天的幼苗； e. 5天的幼苗； f. 14天的幼苗； g. 21天植株上的莲座叶； h.保卫细胞； i_k.花和果荚； 1.莲座叶中⑶S的表达伴随叶片年龄的增加而逐渐增强。 图3 :ABA处理和干旱条件下DOSl的组织表达模式。 a.定量PCR分析结果，横坐标表示水处理、ABA处理、干旱处理的时间（小时）； b.⑶S染色分析结果。 图4、DOSl的亚细胞定位。 a_b.在转基因拟南芥的子叶（a)和下胚轴（b)中的稳定表达； c.在烟草叶片表皮细胞中的瞬时表达； d.在拟南芥原生质体中的瞬时表达。 图5、拟南芥dosl突变体的鉴定和干旱敏感性分析。 a. dosl-Ι和dosl-2突变体中T-DNA插入位点的分析。 b-d.拟南芥野生型（Col-O)、突变体和gDOSl回补dosl-Ι突变体中的DOSl基因 表达RT-PCR分析（b)、干旱耐受性分析（c)和失水率测定（d)。 图6、DOSl的过表达增强抗旱性和对ABA反应的气孔开度。 a.野生型和4个独立的转基因株系中DOSl基因的RT-PCR分析。 b.不同植物材料在干旱条件下的生长表型。 c.不同植物材料干旱处理后的存活率统计。 d.不同植物材料叶片失水率测定。 e_f.不同植物材料中ABA诱导的气孔开度的比较（e)和测量（f)。 图7、ABA缺失突变体或ABA信号突变体中DOSl基因的表达模式改变。Col-O :拟 南芥野生型；abal，aba2 :ABA缺失突变体；abil-lC，abi2_l :ABA信号突变体。 图8、AREBs和ABF3蛋白活化DOSl的转录。 a.各种ABA信号突变体中DOSl的mRNA水平。 b.在areblareb2abf3三缺突变体中ABA诱导的DOSl的表达被阻断。 c-d. DOS I: : LUC的瞬时表达检测。 图9、在水稻中异源过表达AtDOSl基因提高水稻抗旱性。 A.转基因水稻的PCR鉴定。M，DNA marker ;P，质粒正对照；N，负对照；WT，野生型 水稻；1-16,不同的转基因株系。 B.转基因株系的⑶S染色。 C.转基因水稻中AtDOSl基因的表达水平分析。 D. PEG(20%处理15天）模拟干旱条件下的转基因水稻与野生型的抗旱差异。D4、 D12、D13为C中相应的三个转基因株系。 【具体实施方式】 本专利技术人经过广泛的研究，找到一种对于调节植物抗逆境能力（提高植物耐旱的 能力）有用的基因--脱水过度刺激基因 I (Dehydrat本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种DOS1多肽或其编码基因的用途，用于提高植物耐旱能力。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张洪霞，包岩，王翠亭，
申请(专利权)人：中国科学院上海生命科学研究院，
类型：发明
国别省市：上海;31