水稻基因OsABCC2在调节农药的吸收转运中的应用制造技术

本发明专利技术公开了水稻基因OsABCC2在调节农药的吸收转运中的应用。本发明专利技术从水稻品种中花11中分离克隆得到调控水稻对农药的吸收转运的基因OsABCC2，其核苷酸序列、编码的蛋白以及含有基因OsABCC2的重组载体、表达盒、转基因细胞系和重组菌可提高水稻对农药的吸收转运，使农药到达害虫为害部位，减少水稻田农药的使用量；也可以从遗传上改良水稻品种的对农药的输导性，选育农药高效利用的水稻品种。并且，OsABCC2基因可以参与调节水稻株高，具有改良水稻种质资源的作用。

The application of rice gene osabcc2 in regulating the absorption and transportation of pesticides

【技术实现步骤摘要】
水稻基因OsABCC2在调节农药的吸收转运中的应用
本专利技术涉及植物基因工程领域，特别涉及水稻基因OsABCC2在调节农药的吸收转运中的应用。
技术介绍
民以食为天，食以稻为先。建国以来，我国农业发展最引人瞩目的成就就是以占世界7％的耕地，养活了世界22％的人口。而水稻是我国最主要的粮食作物之一，全国65％以上的人口以稻米为食。因此，如何保障粮食安全，实现粮食稳定增产就成为了我国农业发展最亟待解决的问题。而粮食安全，面临的最主要问题就是病虫害问题。在生产实际中，常用的病虫害防治手段有农业防治、物理防治、化学防治、以及生物防治等，化学防治以其杀虫谱广、快速高效、使用方法简便、不受地域和季节限制以及便于大面积机械化防治等优点成为目前防治病虫害的最主要手段。然而据文献报道，由于漂移、雨水冲刷等因素影响，农药在田间喷雾使用中损失高达70％，真正到达生物作用靶标的药剂只有不足施药量0.1％(Zhaoetal.,2018)。因此，如何提高农药的靶向性，继而实现农药利用率的提高，已成为现代农业亟需解决的难题之一。农药转运基因可实现农药的靶向积累，提高农药的有效利用。因此，利用分离克隆水稻的农药转运基因和蛋白，有望实现内吸输导性农药的靶向积累调控，减少环境释放，同时有利于水稻育种，具有重要的经济价值。本申请专利技术人分离克隆到一个水稻中的基因OsABCC2，据文献报道，该基因在拟南芥中具有将镉、砷等金属有毒离子隔离在液泡中的作用(Parketal.,2011)，并且可以高效运输菠菜中谷胱甘肽缀合物和叶绿素代谢产物(Luetal.,2007)，但其在水稻中的作用尚未见报道。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺点与不足，本专利技术的首要目的在于提供水稻基因OsABCC2在调节农药的吸收转运中的应用。本专利技术的另一目的在于提供一种水稻基因OsABCC2的分子标记检测引物。本专利技术的再一目的在于提供一种水稻基因OsABCC2的分子标记检测试剂盒。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：水稻基因OsABCC2在调节农药的吸收转运中的应用，是基于本专利技术专利技术人发现过表达OsABCC2基因可以提高水稻对农药的吸收转运，使农药到达害虫为害部位，减少水稻田农药的使用量；也可以从遗传上改良水稻品种的对农药的输导性，选育对农药高效利用的水稻品种。所述的调节农药的吸收转运为过表达OsABCC2基因，以提高水稻对农药的吸收和转运。所述的农药优选为内吸性农药；进一步优选为内吸性杀虫剂；更进一步优选为新烟碱类杀虫剂、酰胺类杀虫剂、有机磷类杀虫剂、沙蚕毒素类杀虫剂或氨基甲酸酯类杀虫剂中的一种；最优选为噻虫嗪、氯虫苯甲酰胺、氧乐果、杀虫双或灭多威中的一种。所述的水稻基因OsABCC2编码的蛋白，其氨基酸序列为下列A)或B)：A.如SEQIDNO：1所示的氨基酸序列；B.以上A经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加而获得的仍具有相同功能的衍生蛋白质的氨基酸序列。所述的水稻基因OsABCC2，其核苷酸序列为下列C)至G)中的任意一种：C.如SEQIDNO：2所示的核苷酸序列；D.如SEQIDNO：3所示的核苷酸序列；E.严格条件下与C或D所限定的核苷酸杂交，且编码如SEQIDNO：1所示的氨基酸的核苷酸序列；F.与C所限定的核苷酸序列至少具有70％、75％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％或99％同源性，且编码由如SEQIDNO：1所示的氨基酸的核苷酸序列；G.与D所限定的核苷酸序列至少具有70％、75％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％或99％同源性，且编码由如SEQIDNO：1所示的氨基酸的核苷酸序列。含有所述的水稻基因OsABCC2的重组载体、表达盒、转基因细胞系和重组菌在调节农药的吸收转运中的应用也属于本专利技术的保护范围。一种水稻基因OsABCC2的分子标记检测引物，由如SEQIDNO：4和SEQIDNO：5所示的上游引物和下游引物组成：F:5'-AAAGTGAGGAGTGCAGAGCC-3'；R:5'-CAGGATGCCGTAGCGAGATT-3'。所述的水稻基因OsABCC2的分子标记检测引物在鉴别高效利用农药的水稻品种中的应用，包括如下步骤：利用所述的分子标记检测引物对待检测的水稻品种的种质基因组DNA或者RNA进行扩增，通过基因表达量的变化判断目标品种响应农药处理的敏感性。所述的农药优选为内吸性农药；进一步优选为内吸性杀虫剂；更进一步优选为新烟碱类杀虫剂、酰胺类杀虫剂、有机磷类杀虫剂、沙蚕毒素类杀虫剂或氨基甲酸酯类杀虫剂中的一种；最优选为噻虫嗪、氯虫苯甲酰胺、氧乐果、杀虫双或灭多威中的一种。一种水稻基因OsABCC2的分子标记检测试剂盒，包括上述分子标记检测引物。所述的水稻基因OsABCC2的分子标记检测试剂盒，还包括PCR用酶、PCR用水和PCR用缓冲液中的至少一种。水稻基因OsABCC2在培育高效利用农药的转基因水稻中的应用，包括如下步骤：将所述的水稻基因OsABCC2构建于植物表达载体上，将得到的重组表达载体转入水稻中进行表达，得到高效利用农药的水稻品种。所述的农药优选为内吸性农药；进一步优选为内吸性杀虫剂；更进一步优选为新烟碱类杀虫剂、酰胺类杀虫剂、有机磷类杀虫剂、沙蚕毒素类杀虫剂或氨基甲酸酯类杀虫剂中的一种；最优选为噻虫嗪、氯虫苯甲酰胺、氧乐果、杀虫双或灭多威中的一种。所述的植物表达载体优选为pCAMBIA2300-35S。所述的将得到的重组表达载体转入水稻中进行表达可以通过农杆菌介导、植物病毒载体、直接DNA转化、电导转化等常规生物学方法将得到的重组植物表达载体转化到植物细胞或组织中。上述水稻基因OsABCC2在调节水稻株高中的应用。本专利技术相对于现有技术具有如下的优点及效果：1.本专利技术利用聚合酶链式反应(PCR)从水稻品种中花11中分离克隆到一个水稻中控制农药吸收转运的基因OsABCC2，应用该基因可以增加水稻对农药的吸收和转运，使农药到达害虫为害部位，减少水稻田农药的使用量。2.在水稻中提高基因OsABCC2的表达可以从遗传上改良水稻品种的对农药的输导性，选育农药高效利用的品种，实现稻田农药减量增效。3.本专利技术证实了基因OsABCC2在农药吸收转运中的作用，为研究水稻对农药的利用机制提供了新的线索。4.本专利技术提供的基因OsABCC2的分子标记检测引物和包含该引物的检测试剂盒通过基因表达量的变化，快速判定目标品种响应农药处理的敏感性，选育高效利用具有输导性的新品种。5.本专利技术提供的基因OsABCC2可调节水稻株高，具有改良水稻种质资源的作用。附图说明图1为OsABCC2过表达水稻株系中OsABCC2基因表达量的实时定量荧光PCR检测结果图。图2为CRISPR敲除OsABCC2基因的突变体植株与野生型植株的OsABCC2基因序本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.水稻基因OsABCC2在调节农药的吸收转运中的应用，其特征在于，所述的水稻基因OsABCC2编码的蛋白，其氨基酸序列为下列A)或B)：/nA.如SEQ ID NO：1所示的氨基酸序列；/nB.以上A经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加而获得的仍具有相同功能的衍生蛋白质的氨基酸序列；/n所述的农药为内吸性农药；/n所述的调节农药的吸收转运为过表达OsABCC2基因，以提高水稻对农药的吸收和转运。/n

【技术特征摘要】
1.水稻基因OsABCC2在调节农药的吸收转运中的应用，其特征在于，所述的水稻基因OsABCC2编码的蛋白，其氨基酸序列为下列A)或B)：
A.如SEQIDNO：1所示的氨基酸序列；
B.以上A经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加而获得的仍具有相同功能的衍生蛋白质的氨基酸序列；
所述的农药为内吸性农药；
所述的调节农药的吸收转运为过表达OsABCC2基因，以提高水稻对农药的吸收和转运。


2.根据权利要求1所述的水稻基因OsABCC2在调节农药的吸收转运中的应用，其特征在于，所述的水稻基因OsABCC2，其核苷酸序列为下列C)至G)中的任意一种：
C.如SEQIDNO：2所示的核苷酸序列；
D.如SEQIDNO：3所示的核苷酸序列；
E.严格条件下与C或D所限定的核苷酸杂交，且编码如SEQIDNO：1所示的氨基酸的核苷酸序列；
F.与C所限定的核苷酸序列至少具有70％、75％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％或99％同源性，且编码由如SEQIDNO：1所示的氨基酸的核苷酸序列；
G.与D所限定的核苷酸序列至少具有70％、75％、80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％或99％同源性，且编码由如SEQIDNO：1所示的氨基酸的核苷酸序列。


3.根据权利要求1或2所述的水稻基因OsABCC2在调节农药的吸收转运中的应用，其特征在于，所述的农药为新烟碱类杀虫剂、酰胺类杀虫剂、有机磷类杀虫剂、沙蚕毒素类杀虫剂或氨基甲酸酯类杀虫剂中的一种。


4.含有权利要求1或2所述的水稻基因OsABCC2的重组载体、表达盒、转基因细胞系或重组菌在调节农药的吸收转运中的应用。

【专利技术属性】
技术研发人员：林菲，张汉林，徐汉虹，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44