本发明专利技术属于基因工程应用技术领域，具体涉及水稻OsRED1基因在植物抗旱和提高作物产量方面的新应用。OsRED1基因与植物抗旱性能相关，即具备该基因的植物体具有一定的干旱耐受性；将该基因在植物体内超表达后，可使植物具有抗旱性能，并且能够提高作物产量。发明专利技术人认为，对OsRED1基因在干旱逆境中的研究，发现该基因通过调控水稻根系发育，提高水稻吸收水分的能力，表现出较好的抗旱和增产特性，因而该基因在培育优良的耐旱和高产植物品种中也具有新的用途，从而为培育新的抗逆境作物新品种提供了新的可能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于基因工程应用
，具体涉及水稻你猫》7基因在植物抗旱和提 高作物产量方面的新应用。
技术介绍
目前，水资源的短缺已成为全球面临的危机。在所有生物及环境逆境中，干旱是农 作物产量影响因素中仅次于病虫害的第二限制因子。 水稻作为世界上最重要的粮食作物之一，是农业生产中的耗水大户，因而干旱对 于水稻产量的影响相较于其他农作物产量更为明显，因而干旱已成为影响水稻生产的最主 要障碍因子。据统计，由干旱所导致的水稻减产可超过其它限制因素所造成减产的总和。因 此对于水稻抗旱及增产机制的研宄具有重要意义，但是目前可直接利用的成果甚少。 由于水稻对于人类生存的重要性及其他因素，因而水稻也是植物遗传学、分子生 物学等研宄中常用的模式作物之一，在作物逆境条件下的抗性研宄也常以水稻作为基础。 针对水稻中的《5猫》2基因（水稻基因组中编号：0s02g0121300)，已有研宄认为，该基因所 编码的蛋白属于拥有肽基脯氨酰顺反式异构酶活性的亲免素蛋白家族，在蛋白质折叠中起 着限速作用。进一步的抗逆研宄认为，该基因与水稻的抗盐作用相关，但是关于该基因的其 他功能尚无研宄和报道。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供水稻基因在植物抗逆环境中其他作用，尤其是专利技术 人认为该基因在植物抗旱方面具有新的作用，从而为培育抗旱植物新品种和提高农作物产 量提供新的可能性。 本专利技术所采用的技术方案如下。 基因在植物抗旱和提高作物产量方面的应用，该基因与植物抗旱性能相 关，即具备该基因的植物体具有一定的干旱耐受性；所述植物优选水稻，但不限于水稻。 所述《5猫》2基因在在植物抗旱和提高作物产量方面的应用，将该基因在植物体 内超表达后，可使植物具有抗旱性能，并且能够提高作物产量。 水稻AsTffi別基因，又称6(56??基因，现有研宄表明，其CDS长度为519bp，编码 172个氨基酸的蛋白，是属于拥有肽基脯氨酰顺反式异构酶活性的亲免素蛋白家族，在蛋白 质折叠中起着限速作用。已有研宄表明，该基因的超表达材料具有较好的抗盐能力，因而与 植物的耐盐特性相关。 专利技术人认为，该基因不仅与植物的耐盐特性相关，进一步通过对基因在干 旱逆境中的研宄，发现该基因通过调控水稻根系发育，提高水稻吸收水分的能力，表现出较 好的抗旱和增产特性，因而该基因在培育优良的耐旱和高产植物品种中也具有新的用途， 从而为培育新的抗逆境作物新品种提供了新的可能。【附图说明】 图1为模拟干旱处理后的WT型和超表达基因的水稻的根系表型实验结 果，其中A为典型根系对比图，B为根的数量统计结果； 图2为模拟干旱处理后的WT型和超表达基因的水稻的根部木质部伤流液统计 分析结果； 图3为直接干旱脱水处理后的WT、超表达和RNAi水稻材料的表型分析对比； 图4田间实验收获后，WT、超表达和RNAi材料的根系表型及产量分析结果，其中A为典 型根系的对比；B为典型稻穗的对比；C为单株产量的统计对比。【具体实施方式】 为了证明本专利技术所提出的《5猫》7基因与植物的抗旱性能、产量作用相关，专利技术人 进行了一系列的对比分析实验。下面将结合实施例对本专利技术做进一步的解释说明。 在介绍具体实施例前，对实施例中所用到的相关水稻材料简要介绍如下。 从水稻网站（http://rice. plantbiology. msu. edu/)获得(?/??/基因的 CDS 序 列，根据超表达载体super-1300 (花椰菜病毒35S启动子，能有效表达外源基因，含有潮霉 素抗性基因）酶切位点，利用primer5. 0软件设计特异性引物，以水稻基因组cDNA为模板， PCR扩增出AsTffi別基因的⑶S全长序列，经过酶切链接把目的片段链接到super-1300载体 上，测序验证与似基因的CDS序列一致后，即获得含有目的基因一 基因的超表 达载体。 RNA干涉是由双链RNA介导的，在转录mRNA后水平关闭相应基因表达的过 程，也就是序列特异性的转录后基因沉默。培育过程为，根据水稻网站（http://rice. plantbiology. msu. edu/)获得的(?/??/基因的Q)S序列，针对RNA干涉载体pTCK303 (该 载体含有潮霉素抗性基因）酶切位点，利用primer5. 0软件设计特异性引物，以水稻基因组 cDNA为模板，PCR扩增出350bp特异的序列，经过酶切链接把目的片段链接到pTCK303载体 上，测序验证与你猫似基因的CDS中的序列一致后，即获得含有目的基因一 基因的 RNA干涉载体。 所用的水稻背景材料郑稻18号品种系是河南省农科院粮作所培育，具体为：以高 产抗病的材料郑稻2号为母本，以优质材料郑稻5号为父本杂交育成。该品种产量高、品质 优，较抗水稻穗颈瘟、白叶枯病。2006年通过河南省农作物品种审定委员会审定。实施例中 材料由河南省农科院粮作所友情提供赠送。 将上述含有目的基因的超表达载体转化农杆菌EHA105感受态细胞，对水稻愈伤 组织进行农杆菌介导的转化。将水稻的愈伤组织浸没在菌液中，浸泡5分钟；暗培养两天半 后清洗；进行阳性愈伤组织的筛选一个月的时间；然后对所筛选出来的阳性愈伤组织进行 愈伤组织的分化，一个半月后促分化苗的生根培养；两星期后进行炼苗；再一星期后栽培 入土进行生长。 收集上述农杆菌侵染后的水稻收获的种子，撒种于含25 mg/L潮霉素的水中暗培 养，四天后阳性植株对潮霉素有抗性，可正常生长，阴性植株对潮霉素敏感，不能正常生长 最后死亡。将阳性苗移栽到营养土中，成熟后收种子，所得种子继续用潮霉素筛选并做进一 步分子鉴定，将阳性苗进一步扩大繁殖，获得目的基因稳定表达的纯合体，即为实施例中所 用基因超表达的水稻植株。其中分别以水稻0E4、0E5株系制备了超表达突变体。 实施例中所涉及水稻RNAi( RNA干涉材料)突变体，为以水稻野生型为原始材料，通 过RNAi干涉方法获得的057?卻7基因的敲低（knock down)突变体，具体操作方法同上述基 因超表达水稻植株构建方法，即将RNA干涉重组质粒（RNA干涉载体)转化农杆菌EHA105感 受态细胞，然后通过农杆菌介导，筛选、培育水稻RNAi突变体，最终获得了两个株系RNAi-I 和 RNAi-2〇 为证明基因在构建相关转基因植株过程中，该基因功能的表型并非由于 转基因导致植株本身基因突变所造成，因而实施例中采用了水稻的超表达材料的两个株系 0Ε4和0Ε5及RNA干涉材料的两个株系RNAi-I和RNAi-2。对这两个株系的野生型水稻的 基因表达测定表明，0E5株系中AsTffi別基因表达量高于0E4个株系。RNA干涉材料 的两个株系RNAi-I和RNAi-2都是把基因表达量降低了。 水稻培养所用营养液配方如下表所示。 备注：【主权项】1. 基因在植物抗旱和提高作物产量方面的应用，其特征在于，该基因与植物抗 旱性能相关，即具备该基因的植物体具有干旱耐受性。2. 如权利要求1所述基因在在植物抗旱和提高作物产量方面的应用，其特征在 于，将该基因在植物体内超表达后，可使植物具有抗旱性能，并且能够提高作物产量。【专利摘要】本专利技术属于基因工程应用
，具体涉及水稻OsRED1基因在植物抗旱和提高作物产量方面的新应用。OsR本文档来自技高网...
【技术保护点】
OsRED1基因在植物抗旱和提高作物产量方面的应用，其特征在于，该基因与植物抗旱性能相关，即具备该基因的植物体具有干旱耐受性。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：艾鹏慧，宋纯鹏，苗雨晨，李洋，刘浩，申丽佳，
申请(专利权)人：河南大学，
类型：发明
国别省市：河南;41
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