OsDUF6基因在提高水稻耐旱性中的应用制造技术

本发明专利技术公开了OsDUF6基因在提高水稻耐旱性中的应用，属于基因工程技术领域。本发明专利技术克隆获得了一个水稻未知功能结构域基因OsDUF6，通过遗传转化获得该基因的过表达植株；对OsDUF6过表达植株进行干旱处理，发现与野生型植株相比，其存活率上升、抗氧化酶的活性升高、膜脂过氧化程度减弱、ABA含量变化升高、活性氧(ROS)的含量下降，表明过表达OsDUF6可显著提高水稻对干旱的耐受性。

【技术实现步骤摘要】
OsDUF6基因在提高水稻耐旱性中的应用
本专利技术涉及基因工程
，更具体的说是涉及OsDUF6基因在提高水稻耐旱性中的应用。
技术介绍
水稻是世界上重要的粮食作物之一，养活世界上大约60％以上的人口，在我国乃至世界的粮食作物中占有非常重要的地位。但水稻产量损失日趋增多，Ray等发现大约三分之一的水稻产量损失是由气候变化引起的。由于全球气候多变，水稻的产量受干旱、高温以及重金属等非生物胁迫的影响很大，其中干旱对水稻的生产的影响最为严重。近年来，随着城乡用水的加剧以及淡水资源的大面积污染，同时由于降水时空分布不均，造成水稻用水日益紧张，使水稻在生长阶段缺水从而造成减产。因此，加强对水稻抗旱和耐旱机理的研究就显得极为重要。水稻在干旱胁迫下，为提高存活率，其自身进化出一系列的抗旱机制提高自身耐旱性。在这其中水稻调节一系列的基因参与干旱响应，这些干旱胁迫响应基因一类是功能蛋白基因(如渗透调节基因、抗氧化相关基因等)，另一类是功能调控蛋白基因(如蛋白磷酸化基因和抗旱转录因子)。当前功能调控蛋白分为两大类：蛋白激酶类和转录因子，蛋白激酶普遍存在于生物体内，并参与各种生命活动。MAPK类激酶中OsMPK5在根和茎中被干旱诱导表达，过表达该基因会提高水稻的耐旱性；OsMPK12可以磷酸化激活OsEREBP1和OsWRKY33使其结合相应的元件而执行功能，此外该基因和OsMPK8、OsMPK44被干旱诱导，而OsMPK4是干旱抑制基因。杨丹丹等发现OsMAPK15对干旱胁迫响应灵敏，说明该基因可能参与水稻耐旱机制调节。DSM1基因属于MAPKKK家族，Ning等发现dsm1突变体中过氧化物酶基因表达下降和相关酶的活性减弱，导致ROS的积累引起突变体对干旱敏感。但该基因过表达后水稻抗旱能力增强，这可能是DSM1通过调控ROS清除能力来应对水稻对干旱胁迫的应答。过表达OsCDPK4后，水稻的耐旱性得到提高，保水能力增强，同时膜脂过氧化减弱以及电解质等物质渗透水平降低。受体蛋白激酶基因OsSIK1受干旱诱导表达，并通过多种途径提高水稻的耐旱性。抗旱转录因子的研究是研究抗旱的一个重要领域，当前，水稻中发现许多转录因子，但是与抗旱相关的转录因子有WRKY、bZIP、NAC、MYB和AP2/ERF家族等。例如，OsbZIP23过表达可以提高水稻的耐旱性，调节机制是脱水蛋白、膜转运蛋白的表达被该基因调控；WRKY类转录因子WRKY30的过表达可以增强水稻的耐旱性；NAC家族转录因子在水稻耐旱性中发挥着重要的作用，如OsNAC6、OsNAC9的过表达提高水稻根数和直径，进而提高水稻的抗旱性。此外，还有其它基因在水稻干旱胁迫过程中发挥着作用，如OsDT11基因是CRP(富含半胱氨酸短肽)短肽，其在水稻过表达后显著提高水稻的耐旱性，这是首次发现CRP类短肽参与抗旱，对抗旱机制的研究和生产具有重大的意义。罗广宇等发现丝氨酸羧肽酶(SCP)家族基因OsSCPD1突变体的耐旱性比对照低，过表达该基因后水稻的耐旱性增强，根据这一表型深入研究后揭示了该基因调节水稻耐旱的机理。水稻受到干旱胁迫时，水稻体内对干旱响应是一个复杂的调控反应，各种调节机制不是单独作用，而是多种途径相互作用形成复杂的网络调控体系，进而提高水稻抗旱能力。未知功能结构域蛋白(Domainsofunknownfunctionproteinfamilies,DUFs)一直是科研工作者研究的热点。研究发现，DUFs家族基因具有的生物学功能是各不相同的。植物中DUFs能够调控植物生长发育、参与非生物胁迫反应以及参与病虫害的防御反应等生理生化过程。水稻DUFs家族仅有少数基因的功能被揭示，大部分家族基因尚未被研究。因此，提供OsDUF6基因在提高水稻耐旱性中的应用是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了OsDUF6基因在提高水稻耐旱性中的应用。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种水稻OsDUF6基因，其核苷酸序列如SEQIDNO.3所示。所述水稻OsDUF6基因编码的多肽，其氨基酸序列如SEQIDNO.4所示。所述的水稻OsDUF6基因在提高水稻耐旱性中的应用。所述的水稻OsDUF6基因在干旱胁迫条件下，在提高抗氧化酶活性和降低MDA含量中的应用。所述抗氧化酶为SOD、CAT、POD。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了OsDUF6基因在提高水稻耐旱性中的应用，本专利技术克隆获得了一个水稻未知功能结构域基因OsDUF6，通过遗传转化获得该基因的过表达植株；对OsDUF6过表达植株进行干旱处理，发现与野生型植株相比，其存活率上升、抗氧化酶的活性升高、膜脂过氧化程度减弱、ABA含量变化升高、活性氧(ROS)的含量下降，表明过表达OsDUF6可显著提高水稻对干旱的耐受性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1附图为本专利技术OsDUF6CDS扩增产物的琼脂糖凝胶电泳图；其中，M为DL5000marker；1为OsDUF6CDS扩增产物；图2附图为本专利技术OsDUF6CDS序列与日本晴同源基因序列比对结果；图3附图为本专利技术OsDUF6氨基酸序列比对结果；图4附图为本专利技术pCUbi1390载体图谱；图5附图为本专利技术OsDUF6基因过表达载体构建策略示意图；图6附图为本专利技术农杆菌介导水稻遗传转化的流程图；其中，A：水稻愈伤诱导；B：水稻愈伤继代；C：侵染后愈伤筛选；D：筛选后愈伤预分化；E：筛选后愈伤分化成苗；F：转化幼苗生根；图7附图为本专利技术部分转基因苗PCR检测结果；其中，A：阴性对照；B：阳性对照；1-10为10株转基因苗；图8附图为本专利技术干旱处理前盆中土壤含水量的情况；图9附图为本专利技术转基因水稻植株在干旱胁迫下的表型；图10附图为本专利技术复水后转基因植株的存活率；其中，**表示t检验中与野生型相比p<0.01的显著差异；图11附图为本专利技术干旱胁迫下OsDUF6过表达植株抗氧化酶POD活性的测定；图12附图为本专利技术干旱胁迫下OsDUF6过表达植株抗氧化酶CAT活性的测定；其中，**表示t检验中与野生型相比p<0.01的显著差异；图13附图为本专利技术干旱胁迫下OsDUF6过表达植株抗氧化酶SOD活性的测定；图14附图为本专利技术干旱胁迫下OsDUF6过表达植株膜脂过氧化程度MDA的测定；其中，**表示t检验中与野生型相比p<0.01的显著差异。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水稻OsDUF6基因，其特征在于，其核苷酸序列如SEQ ID NO.3所示。/n

【技术特征摘要】
1.一种水稻OsDUF6基因，其特征在于，其核苷酸序列如SEQIDNO.3所示。


2.权利要求1所述的水稻OsDUF6基因编码的多肽，其特征在于，其氨基酸序列如SEQIDNO.4所示。


3.权利要求1所述的水稻OsDU...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建福，姜身飞，谢云杰，何炜，肖开转，蔡秋华，谢华安，
申请(专利权)人：福建省农业科学院水稻研究所，
类型：发明
国别省市：福建;35