通过下调eIFiso4G1基因和eIFiso4G2基因提高植物对干旱耐受性的方法技术

本发明专利技术公开了一种通过下调eIFiso4G1基因和eIFiso4G2基因提高植物对干旱耐受性的方法。本发明专利技术要求保护用于抑制植物中特定基因甲表达物质和用于抑制植物中特定基因乙表达物质的应用：调控植物的抗旱性；选育抗旱性提高的植物品种。所述特定基因甲为编码eIFiso4G1蛋白的基因；所述特定基因乙为编码eIFiso4G2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基因和eIFiso4G2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。

Ways to Improve Plant Drought Tolerance by Downregulating eIFiso4G1 Gene and eIFiso4G2 Gene

【技术实现步骤摘要】
通过下调eIFiso4G1基因和eIFiso4G2基因提高植物对干旱耐受性的方法
本专利技术属于生物
，具体涉及一种通过下调eIFiso4G1基因和eIFiso4G2基因提高植物对干旱耐受性的方法。
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一种通过下调eIFiso4G1基因和eIFiso4G2基因提高植物对干旱耐受性的方法。本专利技术要求保护用于抑制植物中特定基因甲表达物质和用于抑制植物中特定基因乙表达的物质的应用，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；所述特定基因甲为编码eIFiso4G1蛋白的基因；所述特定基因乙为编码eIFiso4G2蛋白的基因。抑制植物中特定基因(特定基因甲或特定基因乙)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蛋白和eIFiso4G2蛋白的表达量同时降低，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甲和特定基因乙的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蛋白和eIFiso4G2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甲和特定基因乙的表达，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；所述特定基因甲为编码eIFiso4G1蛋白的基因；所述特定基因乙为编码eIFiso4G2蛋白的基因。抑制植物中特定基因(特定基因甲或特定基因乙)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。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蛋白和eIFiso4G2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蛋白的基因和编码eIFiso4G2蛋白的基因并使它们表达，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蛋白和eIFiso4G2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。以上任一所述eIFiso4G2蛋白为如下(a5)或(a6)或(a7)或(a8)：(a5)序列表中序列4所示的蛋白质；(a6)将序列表中序列4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；(a7)来源于拟南芥且与(a5)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；(a8)在(a5)或(a6)或(a7)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。以上任一所述编码eIFiso4G2蛋白的基因为如下(6)至(10)中任一所述的DNA分子：(6)编码区如序列表中序列5自5’末端第243-2486位核苷酸所示的DNA分子；(7)序列表中序列5所示的DNA分子；(8)序列表中序列6所示的DNA分子；(9)在严格条件下与(6)至(8)中任一所述DNA分子杂交且编码所述eIFiso4G2蛋白的DNA分子；(10)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甲表达物质和用于抑制植物中特定基因乙表达的物质的应用，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；所述特定基因甲为编码eIFiso4G1蛋白的基因；所述特定基因乙为编码eIFiso4G2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；所述eIFiso4G2蛋白为如下(a5)或(a6)或(a7)或(a8)：(a5)序列表中序列4所示的蛋白质；(a6)将序列表中序列4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；(a7)来源于拟南芥且与(a5)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；(a8)在(a5)或(a6)或(a7)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甲表达物质和用于抑制植物中特定基因乙表达的物质的应用，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；所述特定基因甲为编码eIFiso4G1蛋白的基因；所述特定基因乙为编码eIFiso4G2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；所述eIFiso4G2蛋白为如下(a5)或(a6)或(a7)或(a8)：(a5)序列表中序列4所示的蛋白质；(a6)将序列表中序列4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；(a7)来源于拟南芥且与(a5)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；(a8)在(a5)或(a6)或(a7)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蛋白和eIFiso4G2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；eIFiso4G2蛋白为权利要求1中所述的eIFiso4G2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甲和特定基因乙的表达，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；所述特定基因甲为权利要求1中所述的特定基因甲；所述特定基因乙为权利要求1中所述的特定基因乙。4.一种植物育种方法，包括如下步骤：降低受体植物中eIFiso4G1蛋白和eIFiso4G2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中所述的eIFi...

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