eIFiso4G1蛋白在调控植物抗旱性中的应用制造技术

本发明专利技术公开了eIFiso4G1蛋白在调控植物抗旱性中的应用。本发明专利技术要求保护用于抑制植物中特定基因表达的物质的应用：调控植物的抗旱性；选育抗旱性提高的植物品种。本发明专利技术还保护一种制备转基因植物的方法，包括如下步骤：抑制受体植物中特定基因表达，得到转基因植物；与所述受体植物相比，所述转基因植物的抗旱性提高。所述特定基因为编码eIFiso4G1蛋白的基因。本发明专利技术的发明专利技术人发现，敲除eIFiso4G1基因可以使植物对干旱的耐受性显著增强。本发明专利技术符合可持续农业发展需求，对于研究植物耐旱分子机制、改良遗传特性，提高作物对自然气候灾害和不良土壤环境的抗逆性，培育高效耐旱新品种等方面具有重要的实用价值和市场前景。

Application of eIFiso4G1 protein in regulating plant drought resistance

【技术实现步骤摘要】
eIFiso4G1蛋白在调控植物抗旱性中的应用
本专利技术属于生物
，具体涉及eIFiso4G1蛋白在调控植物抗旱性中的应用。
技术介绍
陆生植物在整个生长发育阶段都有可能受到外界多种逆境胁迫的影响，其中干早、盐碱、低温、高温等非生物胁迫以及病虫害等生物胁迫显著影响植物生长和作物产量。有关植物抗逆性的研究一直是植物学领域研究的热点。传统的育种技术培育和改良耐胁迫性状难度相对较大，不能很好的得到优良的抗旱品种。而随着分子生物学技术的发展，以及对植物抗逆分子机制的深入研究，植物抗逆基因工程取得了重大进展。采用转基因等基因工程手段向植物导入抗逆性外源基因已成为改良植物抗逆性的新途径之一。研究植物抗逆分子调控网络以及培养出更多优良抗旱品种具有非常广阔的应用前景和十分重要的农业生产意义。植物对逆境的适应过程涉及到多种信号传导途径，植物激素可能作为启动抗逆基因表达的关键因素。脱落酸(abscisicacid，ABA)作为最重要的植物激素之一，广泛地参与了调控植物生长发育的各个阶段，包括种子萌发、幼苗生长、气孔运动、以及由营养生长向生殖生长转换等多个方面。同时，ABA在植物抵抗外界各种逆境胁迫过程中起着重要作用，尤其是在盐、干旱、低温以及渗透胁迫等过程中发挥着非常重要的作用。植物细胞中的ABA信号转导过程始于受体对ABA信号的感知，进而通过极其复杂的ABA信号转导网络通过级联反应向下传递，最终诱发植物对ABA的应答响应，从而帮助植物抵抗各种逆境胁迫。最近几十年来，各个科研独立小组利用各种遗传学、生物化学以及化学遗传等实验方法鉴定出许多参与ABA信号转导的重要调节因子，进而加深了人们对复杂的ABA信号转导途径的理解。随着ABA信号传导研究的深入及应用的拓展，如何利用发现的ABA信号通路中的正负调节子来改变农作物对干旱胁迫的耐受性，如何培育高效抗旱新品种来提高农作物的产量成为研究前沿。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供eIFiso4G1蛋白在调控植物抗旱性中的应用。本专利技术要求保护用于抑制植物中特定基因表达的物质的应用，为如下(c1)或(c2)：(c1)调控植物的抗旱性；(c2)选育抗旱性提高的植物品种；所述特定基因为编码eIFiso4G1蛋白的基因。抑制植物中特定基因表达的物质可为：通过RNAi抑制特定基因表达的物质、通过敲除特定基因的部分抑制特定基因表达的物质、通过敲除特定基因的全部抑制特定基因表达的物质、通过取代特定基因中的部分区段抑制特定基因表达的物质、通过插入若干核苷酸抑制特定基因表达的物质、通过基因编辑抑制特定基因表达的物质等。所述调控植物抗旱性具体体现为：eIFiso4G1蛋白的表达量越低，则所述植物的抗旱性越强。选育植物品种时，可先抑制受体植物中特定基因表达从而得到转基因植物，然后将转基因植物作为亲本进行自交或者与其它品种的植物杂交。本专利技术还保护eIFiso4G1蛋白的应用，为如下(d1)或(d2)：(d1)调控植物的抗旱性；(d2)选育抗旱性降低的植物品种。本专利技术还保护一种制备转基因植物的方法，包括如下步骤：抑制受体植物中特定基因表达，得到转基因植物；与所述受体植物相比，所述转基因植物的抗旱性提高；所述特定基因为编码eIFiso4G1蛋白的基因。抑制植物中特定基因表达的实现方式包括但不限于：通过RNAi抑制特定基因表达、通过敲除特定基因的部分抑制特定基因表达、通过敲除特定基因的全部抑制特定基因表达、通过取代特定基因中的部分区段抑制特定基因表达、通过插入若干核苷酸抑制特定基因表达、通过基因编辑抑制特定基因表达等。本专利技术还保护一种植物育种方法，包括如下步骤：降低受体植物中eIFiso4G1蛋白的含量和/或活性，从而提高植物的抗旱性。本专利技术还保护一种制备转基因植物的方法，包括如下步骤：在受体植物导入编码eIFiso4G1蛋白的基因并使其表达，得到转基因植物；与所述受体植物相比，所述转基因植物的抗旱性降低。本专利技术还保护一种植物育种方法，包括如下步骤：增加受体植物中eIFiso4G1蛋白的含量和/或活性，从而降低植物的抗旱性。以上任一所述eIFiso4G1蛋白为如下(a1)或(a2)或(a3)或(a4)：(a1)序列表中序列1所示的蛋白质；(a2)将序列表中序列1所示的蛋白质经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物对脱落酸的耐受性相关的由其衍生的蛋白质；(a3)来源于拟南芥且与(a1)所限定的氨基酸序列具有99％以上、95％以上、90％以上、85％以上或者80％以上同源性且具有相同功能的蛋白质；(a4)在(a1)或(a2)或(a3)限定的蛋白质的N端和/或C端连接标签后得到的融合蛋白。标签具体如表1所示。表1标签的序列标签残基序列Poly-Arg5-6(通常为5个)RRRRRPoly-His2-10(通常为6个)HHHHHHFLAG8DYKDDDDKStrep-tagII8WSHPQFEKc-myc10EQKLISEEDLHA9YPYDVPDYA以上任一所述编码eIFiso4G1蛋白的基因为如下(1)至(5)中任一所述的DNA分子：(1)编码区如序列表中序列2自5’末端第256-2598位核苷酸所示的DNA分子；(2)序列表中序列2所示的DNA分子；(3)序列表中序列3所示的DNA分子；(4)在严格条件下与(1)至(3)中任一所述DNA分子杂交且编码所述eIFiso4G1蛋白的DNA分子；(5)来源于拟南芥且与(1)至(3)中任一所述DNA分子具有99％以上、95％以上、90％以上、85％以上或者80％以上同源性且编码所述eIFiso4G1蛋白的DNA分子。上述严格条件可为用6×SSC，0.5％SDS的溶液，在65℃下杂交，然后用2×SSC，0.1％SDS和1×SSC，0.1％SDS各洗膜一次。以上任一所述植物可为双子叶植物或单子叶植物。所述双子叶植物进一步可为十字花科植物。所述十字花科植物更具体可为拟南芥，例如哥伦比亚生态型拟南芥。本专利技术的专利技术人通过研究发现，敲除eIFiso4G1基因可以使植物对干旱的耐受性显著增强。因此，可利用eIFiso4G1蛋白调节植物对干旱胁迫的耐受性。本专利技术可通过基因工程手段敲除eIFiso4G1基因，或者抑制eIFiso4G1基因的表达，获得eIFiso4G1基因低表达或不表达的抗干旱的转基因作物。另外，还可将其作为一种研究其它具有调控重要农业性状的功能基因调控作物抗旱性研究的生长模型，从而有助于深入阐明ABA信号通路中重要的正负调节子调控植物对干旱胁迫的耐受性的分子机制，从而为实际农业生产提供理论支持。本专利技术符合可持续农业发展需求，对于研究植物耐旱分子机制、改良遗传特性，提高作物对自然气候灾害和不良土壤环境的抗逆性，培育高效耐旱新品种等方面具有重要的实用价值和市场前景。附图说明图1为突变体ei4g1-1中T-DNA插入位置的示意图。图2为哥伦比亚生态型拟南芥植株和突变体ei4g1-1的后代植株中eIFiso4G1基因的mRNA相对表达水平。图3为ABA抑制气孔开放实验的结果。图4为ABA促进气孔关闭实验的结果。图5为干旱实验中的植株照片。图6为干旱实验中的存活率结果。具体实施方式以下的实施例便于更好地理解本专利技术，但并不限定本专利技术。下述实施例中的实验方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于抑制植物中特定基因表达的物质的应用，为如下(c1)或(c2)：(c1)调控植物的抗旱性；(c2)选育抗旱性提高的植物品种；所述特定基因为编码eIFiso4G1蛋白的基因；所述eIFiso4G1蛋白为如下(a1)或(a2)或(a3)或(a4)：(a1)序列表中序列1所示的蛋白质；(a2)将序列表中序列1所示的蛋白质经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物对脱落酸的耐受性相关的由其衍生的蛋白质；(a3)来源于拟南芥且与(a1)所限定的氨基酸序列具有99％以上、95％以上、90％以上、85％以上或者80％以上同源性且具有相同功能的蛋白质；(a4)在(a1)或(a2)或(a3)限定的蛋白质的N端和/或C端连接标签后得到的融合蛋白。

【技术特征摘要】
1.用于抑制植物中特定基因表达的物质的应用，为如下(c1)或(c2)：(c1)调控植物的抗旱性；(c2)选育抗旱性提高的植物品种；所述特定基因为编码eIFiso4G1蛋白的基因；所述eIFiso4G1蛋白为如下(a1)或(a2)或(a3)或(a4)：(a1)序列表中序列1所示的蛋白质；(a2)将序列表中序列1所示的蛋白质经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物对脱落酸的耐受性相关的由其衍生的蛋白质；(a3)来源于拟南芥且与(a1)所限定的氨基酸序列具有99％以上、95％以上、90％以上、85％以上或者80％以上同源性且具有相同功能的蛋白质；(a4)在(a1)或(a2)或(a3)限定的蛋白质的N端和/或C端连接标签后得到的融合蛋白。2.eIFiso4G1蛋白的应用，为如下(d1)或(d2)：(d1)调控植物的抗旱性；(d2)选育抗旱性降低的植物品种；eIFiso4G1蛋白为权利要求1中所述的eIFiso4G1蛋白。3.一种制备转基因植物的方法，包括如下步骤：抑制受体植物中特定基因表达，得到转基因植物；与所述受体植物相比，所述转基因植物的抗旱性提高；所述特定基因为权利要求1中所述的特定基因。4.一种植物育种方法，包括如下步骤：降低受体植物中eIFiso4G1蛋白的含量和/或活性，从而提高植物的抗旱性；eIFiso4G1蛋白为权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张大鹏，毕超，马宇，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11