本发明专利技术属于基因工程技术领域，公开了一种水稻WRKY类转录因子及其编码蛋白的应用。水稻WRKY类转录因子基因OsWRKY72的序列号为LOC_Os11g29870(Os11g0490900)，可在调控水稻株高、根长和叶片角度方面应用。本发明专利技术通过系统研究，首次提供了OsWRKY72转录因子基因及其编码蛋白的生物学功能。本发明专利技术通过转基因手段获得的OsWRKY72超表达材料使得该基因在水稻中的表达量显著提高，导致转基因水稻与野生型对照相比发生株高下降、根长增加、叶片角度增大的表型。
Rice WRKY class transcription factor and application of coding protein thereof
The invention belongs to the technical field of gene engineering, and discloses a rice class WRKY transcription factor and the application of the coding protein thereof. The sequence number of WRKY transcription factor gene OsWRKY72 in rice is LOC_Os11g29870 (Os11g0490900), which can be used in controlling rice plant height, root length and leaf angle. The present invention provides the biological function of OsWRKY72 transcription factor gene and its coding protein for the first time through systematic research. The present invention is obtained by means of transgenic overexpression of OsWRKY72 gene expression in the material in rice increased significantly, resulting in transgenic rice and wild type of photography than the plant height decreased, root length increased, leaf angle increases the phenotype.
【技术实现步骤摘要】
一种水稻WRKY类转录因子及其编码蛋白的应用
本专利技术属于基因工程
，涉及一种水稻WRKY类转录因子及其编码蛋白的应用。
技术介绍
WRKY家族转录因子首次发现于1994年，经过逾二十年的研究，其已被证明参与到植物抵御生物及非生物胁迫、发育、种子休眠与萌发、衰老等众多过程中。绝大多数WRKY家族转录因子含有WRKY和锌指蛋白结构域。WRKY转录因子根据其含有的WRKY结构域的个数以及锌指结构域的类型和有无可分为四个亚家族，其中含有两个WRKY和两个锌指结构的为第一亚家族(GroupI)，其中锌指结构特征序列为C2H2的属于GroupIa型，锌指结构特征序列为C2HC的属于GroupIb型；含有一个WRKY结构和一个C2H2型锌指结构的属于GroupII亚家族；含有一个WRKY结构和一个C2HC型锌指结构的属于GroupIII亚家族；含有一个WRKY结构且锌指结构特征序列为C2XX的为GroupIva型，而仅含有一个WRKY机构且不含锌指结构的则属于GroupIVb型(Rossetal.,2007)。WRKY转录因子通过与下游基因启动子区域的W-box顺式调控元件(特征序列TTGACC/T；核心序列TGAC)结合以调控其转录活性。此外，一个WRKY转录因子可同时参与到两个甚至更多看似完全独立的生理过程(Rushtonetal.,2010)，这更突显出其重要的生物学功能。控制人口过快增长与粮食增产是全球亟待解决的重大问题。水稻是重要的粮食作物以及单子叶植物的模式植物，以作物矮秆基因的发现和杂交育种利用为代表的第一次农业绿色革命中，矮杆水稻的应用提高了水稻的抗倒伏能力，是保证其高产的重要基础(Jiaoetal.,2010；Miuraetal.,2010)。另一方面，植物根系是其水分、养分吸收及支持其定植生长的重要器官，根系的构型在很大程度上决定着植物对土壤中水分和养分的吸收能力。例如，深扎型(deep)的根系有利于植物对较深土层中水分的吸收从而提高其抗旱性(Ugaetal.,2013)；而浅表分布型(shallow)的根系则较易吸收一些土壤表层富集的养分(如磷等)(Migueletal.,2015)。本专利技术从水稻中鉴定了一个WRKY转录因子OsWRKY72，提出了利用OsWRKY72进行水稻株型和根系构型改良的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供水稻WRKY转录因子基因OsWRKY72及其编码蛋白的应用。本专利技术的目的通过如下技术方案实现：水稻WRKY类转录因子基因OsWRKY72在降低植物株高、增加植物根长和叶片夹角方面的应用，该基因的序列号为LOC_Os11g29870(Os11g0490900)。其中，所述的植物优选单子叶植物，进一步优选水稻、玉米或小麦，特别优选水稻。水稻WRKY类转录因子基因OsWRKY72的编码产物，水稻WRKY转录因子蛋白OsWRKY72在降低植物株高、增加植物根长和叶片夹角方面的应用。其中，所述的植物优选单子叶植物，进一步优选水稻、玉米或小麦，特别优选水稻。本专利技术的有益效果：1、本专利技术利用特异引物研究了OsWRKY72在水稻中的表达，发现OsWRKY72在地上、地下部均有表达(图1)。2、本专利技术构建的OsWRKY72过量表达植株的株高显著降低(图2)，有利于改善水稻株型，提高其抗倒伏性继而增产。3、OsWRKY72过量表达植株的根系长度显著增加(图3)，有利于改善水稻根系构型，提高其对水分、养分的吸收能力。4、OsWRKY72过量表达植株的叶片夹角增大(图4)，可应用于改变地上部株型，有利于改善植株光合作用能力。附图说明图1RT-qPCR分析OsWRKY72在抽穗期苗的叶片、叶鞘、茎、根和花序，以及三叶期苗的根部和地上部中的表达图2生育后期OsWRKY72过量表达植株的表型，其株高与野生型植株相比显著降低图3三叶苗期OsWRKY72过量表达植株的初生根(primaryroot)长度图4抽穗期OsWRKY72过量表达植株旗叶与茎秆夹角大小与野生型植株相比显著增加具体实施方式实施例1水稻WRKY转录因子基因OsWRKY72的分子克隆1)总RNA提取和cDNA的合成选用的水稻为粳稻，品种为日本晴(Nipponbare，水稻基因组测序品种)。将水稻籽粒去除颖壳后于10％H2O2中进行表面消毒30min，再用去离子水洗三次后置于底部有孔洞的塑料筐中，并将塑料筐架于桶沿上，加水至没过种子一半后于37℃黑暗条件下浸种。待种子露白(1-2天)继续用水培养，当水稻幼苗长至两叶一心时改用1/2国际水稻所营养液培养。待水稻幼苗长至四叶一心后，对水稻地上部和根部进行混合采样，加液氮后用研钵裂解组织和细胞，转入2ml离心管中用TRIzolReagent(Invitrogen,USA)抽提总RNA。用琼脂糖凝胶电泳和NanoDrop仪器检测所提取总RNA的完整性和浓度，继而用PrimeScriptRTReagent试剂盒(TaKaRaBiotechnology,Dalian,China)进行cDNA的合成。2)OsWRKY72cDNA的扩增以OsWRKY72的基因号Os11g0490900在NCBI数据库获得其cDNA序列，并根据该序列设计扩增OsWRKY72cDNA的一对引物，W72-cDNA-F:CTTCGAATTCTCAATCTCTCTC(SEQIDNO.1)和W72-cDNA-R:AGAACCAAAATGTGCAAGATC(SEQIDNO.2)。PCR反应程序为：94℃预变性5分钟；94℃变性30s,55℃复性30s，72℃延伸45s，30个循环后72℃7min。最终将PCR产物进行克隆、测序获得了水稻OsWRKY72的序列。测序结果与NCBI数据库中的序列完全一致，表明OsWRKY72确为一个编码WRKY家族转录因子的基因。实施例2OsWRKY72的序列信息与特性分析本专利技术OsWRKY72的cDNA全长为1174bp，其开放阅读框位于87-815bp处，编码242个氨基酸。OsWRKY72含有1个WRKY结构和1个C2H2型锌指结构(CX4C-X23-HNH)，属于典型的GroupII型WRKY转录因子。实施例3OsWRKY72的表达研究根据实例1中获得的OsWRKY72cDNA序列，在其3’非翻译区(3’UTR)设计特异引物进行定量RT-PCR(RT-qPCR)分析，引物序列如下：W72-Q-F:AGATGAGGTGCAGTGTAAGAGAAAAC(SEQIDNO.3)和W72-Q-R:TGAATCTCGATCGATCATGCAT(SEQIDNO.4)。所使用的内参基因为水稻Actin基因OsActin1(McElroyetal.,1990)，其扩增引物为：Act-Q-F:CAACACCCCTGCTATGTACG(SEQIDNO.5)和Act-Q-R:CATCACCAGAGTCCAACACAA(SEQIDNO.6)。结果表明，OsWRKY72的表达丰度在抽穗期水稻植株的叶片、叶鞘和茎中较高，在根部和穗中则相对较低；在三叶期幼苗中，OsWRKY72根部的表达量与抽穗期水稻根部和穗中相当，而其地上部的表达量仅为根部的1/8到1/7(图1)。实施例4OsWRKY72过量表达水稻植本文档来自技高网...
【技术保护点】
水稻WRKY转录因子基因OsWRKY72在调控植物根长、株高和叶片角度方面的应用，该基因的序列号为LOC_Os11g29870(Os11g0490900)。
【技术特征摘要】
1.水稻WRKY转录因子基因OsWRKY72在调控植物根长、株高和叶片角度方面的应用，该基因的序列号为LOC_Os11g29870(Os11g0490900)。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于所述的植物为单子叶植物。3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于所述的植物选自水稻、玉...
【专利技术属性】
技术研发人员：顾冕，徐国华，刘威，戴晓莉，张骏，
申请(专利权)人：南京农业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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