组蛋白去甲基化酶基因OsJMJ718及其编码蛋白在调控水稻种子活力中的应用制造技术

本发明专利技术公开了组蛋白去甲基化酶基因OsJMJ718在调控植物种子活力中的应用。本发明专利技术通过分别构建OsJMJ718基因的过表达载体和CRISPR/Cas9敲除载体并转化水稻中花11，分别获得OsJMJ718基因的超表达和功能缺失突变体转基因植株；结果显示，突变OsJMJ718基因影响正常条件下水稻种子萌发及幼苗建成能力，表明OsJMJ718基因调控水稻种子活力，为培育高活力水稻品种奠定了基础，也有利于直播稻生产。也有利于直播稻生产。也有利于直播稻生产。

【技术实现步骤摘要】
组蛋白去甲基化酶基因OsJMJ718及其编码蛋白在调控水稻种子活力中的应用


[0001]本专利技术涉及植物基因工程
，更具体地，涉及组蛋白去甲基化酶基因 OsJMJ718及其编码蛋白OsJMJ718在调控水稻种子活力中的应用。

技术介绍

[0002]高活力种子在田间具有发芽整齐、成苗快、幼苗生长强等特性。因此，挖掘水稻种子活力关键基因，阐明其调控作用机制，对保障直播稻产量具有重要意义。虽然种子活力对作物生产至关重要，但对种子活力的分子机制仍知之甚少。
[0003]人们已经使用了一系列工具来解决这个问题，包括基因图谱、转录组和蛋白质组。据报道，活性氧是种子老化过程中的主要损伤因素之一。脂质过氧化导致细胞膜完整性的丧失也会对种子活力造成损害。此外，能量代谢、RNA修复损伤和蛋白质合成以及DNA降解被认为是影响种子衰老过程中活力损失的因素。水稻种子活力研究方面已有一些报道。调控水稻种子活力、寿命等品质相关性状的数量性状位点(QTLs)已在水稻中得到鉴定。位于染色体2和8上的两个QTLs： qSL
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2和qSL
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8，可以增加种子的寿命。蛋白质组学和代谢组学研究发现更多与老化过程种子寿命有关的蛋白，包括谷胱甘肽水解蛋白、DNA损伤修复蛋白、胚胎发育后期富含蛋白质(LEA)。脱氢酶和酯酶活性以及抗氧化能力与水稻种子活力呈正相关。研究发现小RNA：miR164c和miR168a也参与调控水稻活力。挖掘和研究更多的种子活力功能基因，解析它们之间的内在联系和分子调控机制，对水稻培育高活力的品种具有重要的理论和现实意义。
[0004]组蛋白去甲基化酶是可以脱去组蛋白甲基化的一类酶，主要有LSD1和JmjC 家族去甲基化酶两类，而水稻中则存在着多种JmjC组蛋白去甲基酶。Sun Q等研究发现OsJMJ706参与水稻花发育的调控(Qianwen Sun,Dao
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Xiu Zhou.RicejmjC domain
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containing gene JMJ706 encodes H3K9 demethylase required for floralorgan development[J].Proceedings of the National Academy of Sciences of theUnited States of America,2016,105(36):13679
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13684)；Chen等发现OsJMJ703可特异性逆转水稻中H3K4me，该基因的功能缺失突变影响了茎的伸长和植物的生长(Chen Q,Chen X,Wang Q,Zhang F,Lou Z,Zhang Q,Zhou DX.Structural basisof a histone H3 lysine 4demethylase required for stem elongation in rice.PLoS Genet. 2013；9(1):e1003239.doi:10.1371/journal.pgen.1003239.Epub 2013Jan 24.PMID: 23357881；PMCID:PMC3554631.)；Tiantian Li等发现OsJMJ705过表达降低了 H3K27me2/3的静息水平，增强了水稻对细菌性枯萎病病原菌的抗性(Li T,ChenX,Zhong X,Zhao Y,Liu X,Zhou S,Cheng S,Zhou DX.Jumonji C domain proteinJMJ705
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mediated removal of histone H3 lysine 27trimethylation is involved indefense
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related gene activation in rice.Plant Cell.2013 Nov；25(11):4725
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36.doi: 10.1105/tpc.113.118802.Epub2013Nov26.PMID:24280387；PMCID:PMC3875746.)； CN111662926A公开了组蛋白去甲基化酶
JMJ708可以水稻抗倒伏性能。组蛋白去甲基化酶OsJMJ718也是JmjC组蛋白去甲基酶家族的成员之一，现有公开其能特异去除组蛋白H3K9位点的甲基化修饰从而激活基因的表达。然而目前关于组蛋白去甲基化酶OsJMJ718对水稻种子活力方面的影响还未见相关报道。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的上述缺陷和不足，提供序列如SEQID NO：1所示组蛋白去甲基化酶基因OsJMJ718或氨基酸序列如SEQ ID NO：2 所示组蛋白去甲基化酶OsJMJ718在调控植物种子活力中的应用。
[0006]本专利技术的上述目的是通过以下技术方案给予实现的：
[0007]本专利技术公开了组蛋白去甲基化酶基因OsJMJ718及其编码蛋白在调控水稻种子活力中的新应用，所述组蛋白去甲基化酶基因OsJMJ718的核苷酸序列如SEQID NO：1所示；所述组蛋白去甲基化酶OsJMJ718的氨基酸序列如SEQ ID NO： 2所示。
[0008]本专利技术通过分别构建OsJMJ718基因的过表达载体和CRISPR/Cas9敲除载体并转化粳稻品种中花11，获得过表达OsJMJ718基因和敲除表达OsJMJ718基因的转基因水稻植株。结果显示，过表达或突变OsJMJ718基因会影响正常条件下种子萌发及幼苗建成能力，具体表现为过表达OsJMJ718基因可提高种子萌发及幼苗建成能力，突变OsJMJ718基因则降低种子萌发及幼苗建成能力；即 OsJMJ718基因功能缺失突变体转基因水稻种子比野生型种子活力低，而过表达OsJMJ718基因的转基因水稻种子比野生型种子活力高，表明OsJMJ718基因正调控水稻种子活力。
[0009]因此，本专利技术提供组蛋白去甲基化酶基因OsJMJ718及其编码蛋白的以下新用途：
[0010]SEQ ID NO：1所示组蛋白去甲基化酶基因OsJMJ718或SEQ ID NO：2所示组蛋白去甲基化酶OsJMJ718在调控植物种子活力中的应用。
[0011]具体地，为通过调控植物中组蛋白去甲基化酶基因OsJMJ718或组蛋白去甲基化酶OsJMJ718的表达水平，进而调控植物种子活力。
[0012]SEQ ID NO：1所示组蛋白去甲基化酶基因OsJMJ718或SEQ ID NO：2所示组蛋白去甲基化酶OsJMJ718在提高植物种子活力中的应用。
[0013]SEQ ID NO：1所示组蛋白去甲基化酶基因OsJMJ718或SEQ ID NO：2所示组蛋白去甲基化酶OsJMJ718在创制高活力的植物种子中的应用。
[0014]具体地，为提高植物中去甲基化酶基因OsJMJ718的表达量。
[0015]优选地，为构建组蛋白去甲基化酶基因OsJ本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.SEQ ID NO：1所示组蛋白去甲基化酶基因OsJMJ718在调控植物种子活力中的应用。2.SEQ ID NO：2所示组蛋白去甲基化酶OsJMJ718在调控植物种子活力中的应用。3.SEQ ID NO：1所示组蛋白去甲基化酶基因OsJMJ718或SEQ ID NO：2所示组蛋白去甲基化酶OsJMJ718在提高植物种子活力中的应用。4.SEQ ID NO：1所示组蛋白去甲基化酶基因OsJMJ718或SEQ ID NO：2所示组蛋白去甲基化酶OsJMJ718在创制高活力的植物种子中的应用。5.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，为调控植物中组蛋白去甲基化酶基因OsJMJ718或组蛋白去甲基化酶OsJMJ718的表达水平，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘军，贾俊婷，吴志媛，高家东，
申请(专利权)人：广东省农业科学院农业生物基因研究中心，
类型：发明
国别省市：