水稻bZIP基因及其下游基因qLTG3-1在提高植物耐低温上的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种水稻bZIP基因及其下游基因qLTG3‑1在提高植物耐低温上的应用。本发明专利技术通过202份水稻微核心种质资源群体进行苗期低温耐受性鉴定，并将低温耐受性与91个bZIP家族成员的等位基因SNP标记进行关联分析，结合群体遗传学和进化生物学方法对相关位点进行籼粳分化和进化选择分析，发现了一个与苗期低温耐受性关联又在粳稻进化中受到强烈选择的基因——OsbZIP73。并验证了其互作因子OsbZIP71和其下游基因qLTG3‑1对低温的耐受性。本发明专利技术对于耐低温水稻的选育有重要意义。

Application of rice bZIP gene and its downstream gene qltg3-1 in improving plant low temperature tolerance

【技术实现步骤摘要】
水稻bZIP基因及其下游基因qLTG3-1在提高植物耐低温上的应用
本专利技术涉及一种水稻bZIP基因及其下游基因qLTG3-1在提高植物耐低温上的应用。
技术介绍
水稻是世界上最主要的粮食作物之一，世界上一半人口为水稻为主食。由于水稻起源于热带、亚热带，相较于小麦、大麦等作物，水稻对低温更加敏感。随着对粮食需求的日益增加，水稻种植区域不断由热带、亚热带地区向高海拔、高纬度地区扩张，使水稻遭受冷害的机率也逐渐增加，世界上约有24个国家包括中国、日本、朝鲜等都遇到过严重冷害问题。我国稻区南北分布相差约34度(最北端漠河53°27′N，最南端海南18°90′N)，海拔分布相差2700米(从东南沿海到云贵高原)，均有不同程度低温冷害情况。低温对水稻的影响主要发生在幼苗期和生殖生长期。在华南和长江中下游双季稻区，早稻经常受寒潮侵袭，常发生温度急剧降低或持续低温阴雨天气容易造成的不同程度春寒，引起烂秧、死苗，最终影响水稻产量。生殖生长期低温影响水稻的结实和灌浆。生殖生长期低温在高纬度地区(如东北地区)和高海拔(如云贵高原)最为严重，平均每3-4年就会遭遇一次较大规模的冷害。除此之外，在长江中下游及华南地区的晚稻也易遭受“寒露风”的危害。每年秋季“寒露”节气前后(9月中下旬)是华南及长江中下游一带水稻抽穗扬花的关键时期，这时遇低温就会造成授粉和受精无法正常进行，水稻的瘪谷率大大增加，从而造成晚稻大幅减产。尽管在全球气候变暖背景下，寒露风呈现减弱趋势，但近几年极端天气增多，寒露风等低温灾害又呈现增多趋势。低温灾害导致我国每年粮食减产3-5亿吨，因此培育耐低温水稻品种是水稻育种工作中的重要方向。亚洲栽培稻主要分为籼稻和粳稻两个亚种，它们在地理分布和DNA遗传背景上各不相同。酶学、群体遗传学以及分子系统生物学的证据表明粳稻起源于华南地区的珠江流域；籼稻由粳稻与类似籼稻的野生稻杂交而来，随后传播到东南亚和南亚。地理分布的不同决定籼粳间最大的区别是对低温耐受性的差异.一般而言，由于粳稻多种植在温带，而籼稻多种植在热带和亚热带，粳稻比籼稻更耐低温。水稻种植区域不断向北扩展的过程中经常遭受冷害，人工选择对于粳稻适应高纬度高海拔地区起到了重要的作用。大量研究表明，耐低温多属于多基因控制的复杂性状，其生理生化过程是多基因协同、共同调节的结果。大量已鉴定的低温胁迫相关基因可分为二大类：第一类是功能基因，如渗透保护剂合成酶基因、抗坏血酸氧化酶等，其编码产物在植物受逆境胁迫时直接起保护作用；第二类是调节基因，如蛋白激酶类和转录因子，其编码产物在植物受到逆境胁迫时，调节功能基因的协同表达来保护植物少受伤害。一个转录因子可能对一类相关性状的很多基因实施调控，从而有效改变植物的相关特性，因此，转录因子往往是耐受各种逆境包括耐低温等主效基因。耐低温属于多基因控制的复杂性状，因此，从一些关键调节因子入手，可促使多个胁迫应答基因发挥作用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种水稻bZIP基因及其下游基因qLTG3-1在提高植物耐低温上的应用。本专利技术保护一种培育转基因植物的方法，为方法A或方法B或方法C。所述方法A包括如下步骤：将OsbZIP73Jap基因和OsbZIP71基因共同导入目的植物中，得到转基因植物；所述转基因植物低温耐性高于所述目的植物。所述方法B包括如下步骤：将OsbZIP73Jap基因、OsbZIP71基因和qLTG3-1Nip基因共同导入目的植物中，得到转基因植物；所述转基因植物低温耐性高于所述目的植物。所述方法C包括如下步骤：将qLTG3-1Nip基因导入目的植物中，得到转基因植物；所述转基因植物低温耐性高于所述目的植物。所述OsbZIP73Jap基因为编码OsbZIP73Jap蛋白的基因。所述OsbZIP71基因为编码OsbZIP71蛋白的基因。所述qLTG3-1Nip基因为编码qLTG3-1Nip蛋白的基因。所述OsbZIP73Jap蛋白是由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质。所述OsbZIP71蛋白是由序列表中序列6所示的氨基酸序列组成的蛋白质。所述qLTG3-1Nip蛋白是由序列表中序列8所示的氨基酸序列组成的蛋白质。所述OsbZIP73Jap基因为序列表的序列1所示的DNA分子。所述OsbZIP71基因为序列表的序列5所示的DNA分子。所述qLTG3-1Nip基因为序列表的序列7所示的DNA分子。所述OsbZIP73Jap基因和OsbZIP71基因可通过含有OsbZIP73Jap基因和OsbZIP71基因的重组表达载体导入目的植物。所述重组表达载体具体可为序列表的序列12所示的环状质粒。所述qLTG3-1Nip基因可通过含有qLTG3-1Nip基因的重组表达载体导入目的植物。所述重组表达载体具体可为采用序列表的序列7所示的DNA分子替代双元表达质粒pCambia1390-pUbiquitin的KpnI和BamHI酶切位点之间的片段得到的重组表达载体。本专利技术还保护一种提高植物低温耐性的方法，为方法D或方法E或方法F。所述方法D包括如下步骤：增加目的植物中OsbZIP73Jap蛋白和OsbZIP71蛋白的表达量和/或活性，提高植物低温耐性。所述方法E包括如下步骤：增加目的植物中OsbZIP73Jap蛋白、OsbZIP71蛋白和qLTG3-1Nip蛋白的表达量和/或活性，提高植物低温耐性。所述方法F包括如下步骤：增加目的植物中qLTG3-1Nip蛋白的表达量和/或活性，提高植物低温耐性。所述OsbZIP73Jap蛋白是由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质。所述OsbZIP71蛋白是由序列表中序列6所示的氨基酸序列组成的蛋白质。所述qLTG3-1Nip蛋白是由序列表中序列8所示的氨基酸序列组成的蛋白质。本专利技术还保护一种培育转基因植物的方法(方法G)，包括如下步骤：抑制目的植物中OsbZIP73Jap基因和/或OsbZIP71基因的表达，得到转基因植物；所述转基因植物低温耐性低于所述目的植物。所述OsbZIP73Jap基因为编码OsbZIP73Jap蛋白的基因。所述OsbZIP71基因为编码OsbZIP71蛋白的基因。所述OsbZIP73Jap蛋白是由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质。所述OsbZIP71蛋白是由序列表中序列6所示的氨基酸序列组成的蛋白质。所述OsbZIP73Jap基因为序列表的序列1所示的DNA分子。所述OsbZIP71基因为序列表的序列5所示的DNA分子。所述抑制目的植物中OsbZIP73Jap基因的表达具体可通过向目的植物中导入RNAi干涉表达载体实现。所述RNAi干涉表达载体具体可为采用序列14中的双链DNA分子替代序列13中自5’端第9807-10061位，同时采用序列15替代了序列13中自5’本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种培育转基因植物的方法，为方法A或方法B或方法C；/n所述方法A包括如下步骤：/n将OsbZIP73

【技术特征摘要】
20180626 CN 20181066591711.一种培育转基因植物的方法，为方法A或方法B或方法C；
所述方法A包括如下步骤：
将OsbZIP73Jap基因和OsbZIP71基因共同导入目的植物中，得到转基因植物；所述转基因植物低温耐性高于所述目的植物；
所述方法B包括如下步骤：
将OsbZIP73Jap基因、OsbZIP71基因和qLTG3-1Nip基因共同导入目的植物中，得到转基因植物；所述转基因植物低温耐性高于所述目的植物；
所述方法C包括如下步骤：
将qLTG3-1Nip基因导入目的植物中，得到转基因植物；所述转基因植物低温耐性高于所述目的植物；
所述OsbZIP73Jap基因为编码OsbZIP73Jap蛋白的基因；
所述OsbZIP71基因为编码OsbZIP71蛋白的基因；
所述qLTG3-1Nip基因为编码qLTG3-1Nip蛋白的基因；
所述OsbZIP73Jap蛋白是由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；
所述OsbZIP71蛋白是由序列表中序列6所示的氨基酸序列组成的蛋白质；
所述qLTG3-1Nip蛋白是由序列表中序列8所示的氨基酸序列组成的蛋白质。


2.一种提高植物低温耐性的方法，为方法D或方法E或方法F；
所述方法D包括如下步骤：
增加目的植物中OsbZIP73Jap蛋白和OsbZIP71蛋白的表达量和/或活性，提高植物低温耐性；
所述方法E包括如下步骤：
增加目的植物中OsbZIP73Jap蛋白、OsbZIP71蛋白和qLTG3-1Nip蛋白的表达量和/或活性，提高植物低温耐性；
所述方法F包括如下步骤：
增加目的植物中qLTG3-1Nip蛋白的表达量和/或活性，提高植物低温耐性；
所述OsbZIP73Jap蛋白是由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；
所述OsbZIP71蛋白是由序列表中序列6所示的氨基酸序列组成的蛋白质；
所述qLTG3-1Nip蛋白是由序列表中序列8所示的氨基酸序列组成的蛋白质。


3.一种培育转基因植物的方法，包括如下步骤：...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘次桃，储成才，王威，
申请(专利权)人：中国科学院遗传与发育生物学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11