水稻组蛋白去乙酰化酶基因HDA710在延迟叶片衰老中的应用制造技术

本发明专利技术公开了水稻组蛋白去乙酰化酶基因HDA710在延迟叶片衰老中的应用。本发明专利技术提供了水稻HDA710蛋白的新用途，即在调控植物的叶片衰老进程中的应用。过表达HDA710基因的转基因植株，叶绿素含量升高、电导率降低，符合其叶片晚衰的特征。低表达HDA710基因的转基因植株，符合叶片早衰的特征。本发明专利技术为促进表观遗传和遗传变异在作物育种中的应用提供了新的方向。

Application of rice histone deacetylase gene hda710 in delaying leaf senescence

【技术实现步骤摘要】
水稻组蛋白去乙酰化酶基因HDA710在延迟叶片衰老中的应用
本专利技术涉及水稻组蛋白去乙酰化酶基因HDA710在延迟叶片衰老中的应用。
技术介绍
表观遗传学的改变能够在各种生物学过程中重新编程转录组。组蛋白的去乙酰化在植物发育和响应各种逆境胁迫中起着重要的调控作用。在水稻中，已经报道有18个组蛋白去乙酰化酶基因。其中HDA710/OsHDAC2属于I型的组蛋白去乙酰化酶。叶片衰老是植物发育的重要阶段，在农业生产中，早期的叶片衰老限制了植物光合作用周期，从而影响了作物的产量。水稻作为世界主要粮食作物，主要包含两个亚种，之前有研究表明，在籼稻和粳稻中的叶片衰老存在区别，籼稻的叶片衰老要早于粳稻，但是对于其中具体的机制研究还不清楚。不同品种的遗传变异为改善作物的农艺性状提供了宝贵的资源，并可以拓宽作物表型变异的来源。随着3K水稻基因组项目的完成，丰富的遗传资源能够帮助我们更好地建立基因和表型之间的关联，对于研究衰老等农艺性状有很大的帮助。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供水稻组蛋白去乙酰化酶基因HDA710在延迟叶片衰老中的应用。HDA710蛋白又称为HDA710/OsHDAC2蛋白。HDA710蛋白为如下(a1)或(a2)或(a3)：(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/或添加且与植物衰老进程相关的由其衍生的蛋白质；(a3)来源于水稻且与(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％以上同源性且与植物衰老进程相关的蛋白质。HDA710基因为编码HDA710蛋白的基因。HDA710基因又称为HDA710/OsHDAC2基因。HDA710基因为如下(b1)或(b2)或(b3)或(b4)或(b5)：(b1)编码区如序列表中序列2第140-1669位核苷酸所示的DNA分子；(b2)序列表中序列2第140-2031位核苷酸所示的DNA分子；(b3)序列表中序列2所示的DNA分子；(b4)来源于水稻且与(b1)或(b2)或(b3)至少具有70％、至少具有75％、至少具有80％、至少具有85％、至少具有90％、至少具有95％、至少具有96％、至少具有97％、至少具有98％或至少具有99％以上同一性且编码所述蛋白质的DNA分子；(b5)在严格条件下与(b1)或(b2)或(b3)限定的核苷酸序列杂交且编码所述蛋白质的DNA分子。所述严格条件是在2×SSC，0.1％SDS的溶液中，在68℃下杂交并洗膜2次，每次5min，又于0.5×SSC，0.1％SDS的溶液中，在68℃下杂交并洗膜2次，每次15min。本专利技术提供了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HDA710基因，得到转基因植物；与所述受体植物相比，所述转基因植物衰老进程减缓。与所述受体植物相比，所述转基因植物具有晚衰的表型。HDA710基因具体可通过重组表达载体导入受体植物。重组表达载体可通过Ti质粒、Ri质粒、植物病毒载体、直接DNA转化、显微注射、电导、农杆菌介导等常规生物学方法转化到受体植物中。可用现有的植物表达载体构建含有HDA710基因的重组表达载体。所述衰老进程减缓体现为叶绿素含量高和/或电导率低。所述衰老进程减缓体现为叶片叶绿素含量高和/或叶片电导率低。所述晚衰体现为叶绿素含量高和/或电导率低。所述晚衰减缓体现为叶片叶绿素含量高和/或叶片电导率低。本专利技术还提供了一种植物育种方法，包括如下步骤：增加植物中HDA710蛋白的含量和/或活性，从而促使植物的衰老进程减缓。从而促使植物晚衰。本专利技术还保护HDA710蛋白的应用，为如下(c1)或(c2)或(c3)：(c1)调控植物衰老进程；(c2)促使植物衰老进程减缓；(c3)促使植物晚衰。本专利技术还提供了一种制备转基因植物的方法，包括如下步骤：在受体植物导入抑制HDA710基因表达的核酸分子，得到转基因植物；与所述受体植物相比，所述转基因植物衰老进程提前。与所述受体植物相比，所述转基因植物具有早衰的表型。抑制HDA710基因表达的核酸分子具体可为HDA710基因的反义基因。转录产生反义RNA的基因称之为反义基因(antisensegene)。抑制HDA710基因表达的核酸分子具体可通过重组表达载体导入受体植物。重组表达载体可通过Ti质粒、Ri质粒、植物病毒载体、直接DNA转化、显微注射、电导、农杆菌介导等常规生物学方法转化到受体植物中。可用现有的植物表达载体构建含有抑制HDA710基因表达的核酸分子的重组表达载体。本专利技术还提供了一种植物育种方法，包括如下步骤：抑制植物中HDA710基因的表达，从而促使植物的衰老进程提前。从而促使植物早衰。本专利技术还提供了一种植物育种方法，包括如下步骤：降低植物中HDA710蛋白的含量和/或活性，从而促使植物的衰老进程提前。从而促使植物早衰。本专利技术还保护抑制HDA710基因表达的核酸分子的应用，为如下(d1)或(d2)：(d1)促使植物衰老进程提前；(d2)促使植物早衰。所述衰老进程提前体现为叶绿素含量低和/或电导率高。所述衰老进程提前体现为叶片叶绿素含量低和/或叶片电导率高。所述早衰体现为叶绿素含量低和/或电导率高。所述早衰体现为叶片叶绿素含量低和/或叶片电导率高。以上任一所述受体植物为单子叶植物或双子叶植物。以上任一所述植物为单子叶植物或双子叶植物。所述单子叶植物具体可为禾本科植物。所述禾本科植物具体可为水稻属植物。所述水稻属植物具体可为粳稻，例如日本晴。构建重组表达载体时，可在其转录起始核苷酸前加上任何一种增强型、组成型、组织特异型或诱导型启动子，它们可单独使用或与其它的植物启动子结合使用。此外，构建重组表达载体时，还可使用增强子，包括翻译增强子或转录增强子，这些增强子区域可以是ATG起始密码子或邻接区域起始密码子等，但必需与编码序列的阅读框相同，以保证整个序列的正确翻译。所述翻译控制信号和起始密码子的来源是广泛的，可以是天然的，也可以是合成的。翻译起始区域可以来自转录起始区域或结构基因。为了便于对转基因植物进行鉴定及筛选，可对所用表达载体进行加工，如加入在植物中表达可产生颜色变化的酶或发光化合物的基因、具有抗性的抗生素标记物或是抗化学试剂标记基因等。从转基因安全性考虑，可不加任何选择性标记基因，直接以表型筛选转化植物。所述植物表达载体具体可为载体pCAMBIA1300。本专利技术提供了水稻HDA710蛋白的新用途，即在调控植物的叶片衰老进程中的应用。植物叶片衰老主要体现为叶绿素含量和电导率。过表达HDA710基因的转基因植株，叶绿素含量升高、电导率降低，符合其叶片晚衰的特征。低表达HDA710基因的转基因植株(即本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一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HDA710蛋白的基因，得到转基因植物；与所述受体植物相比，所述转基因植物衰老进程减缓；/nHDA710蛋白为如下(a1)或(a2)或(a3)：/n(a1)序列表中序列1所示的蛋白质；/n(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/或添加且与植物衰老进程相关的由其衍生的蛋白质；/n(a3)来源于水稻且与(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％以上同源性且与植物衰老进程相关的蛋白质。/n

【技术特征摘要】
1.一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HDA710蛋白的基因，得到转基因植物；与所述受体植物相比，所述转基因植物衰老进程减缓；
HDA710蛋白为如下(a1)或(a2)或(a3)：
(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/或添加且与植物衰老进程相关的由其衍生的蛋白质；
(a3)来源于水稻且与(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％以上同源性且与植物衰老进程相关的蛋白质。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述编码HDA710蛋白的基因为如下(b1)或(b2)或(b3)或(b4)或(b5)：
(b1)编码区如序列表中序列2第140-1669位核苷酸所示的DNA分子；
(b2)序列表中序列2第140-2031位核苷酸所示的DNA分子；
(b3)序列表中序列2所示的DNA分子；
(b4)来源于水稻且与(b1)或(b2)或(b3)至少具有70％、至少具有75％、至少具有80％、至少具有85％、至少具有90％、至少具有95％、至少具有96％、至少具有97％、至少具有98％或至少具有99％以上同一性且编码所述蛋白质的DNA分子；
(b5)在严格条件下与(b1)或(b2)或(b3)限定的核苷酸序列杂交且编码所述蛋白质的DNA分子。


3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：
所述衰老进...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏震，徐文英，赵楠楠，魏强，张群莲，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11