谷子m6AreaderSiYTH1在调控植物抗旱能力中的应用制造技术

本发明专利技术涉及植物基因工程技术领域，具体涉及谷子m6A reader SiYTH1在调控植物抗旱能力中的应用。本发明专利技术提供m6A reader SiYTH1蛋白或其编码基因、或含有其编码基因的生物材料在调控植物抗旱能力中的应用；所述m6A reader SiYTH1蛋白具有以下任意一种氨基酸序列：1)SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列；或2)SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列经过一个或多个氨基酸残基的替换、缺失或插入获得的具有相同功能蛋白的氨基酸序列。本发明专利技术为植物抗逆网络的解析提供新思路,为培育抗逆稳产的作物提供潜在基因资源。因资源。因资源。

【技术实现步骤摘要】
谷子m6A reader SiYTH1在调控植物抗旱能力中的应用


[0001]本专利技术涉及基因工程
，尤其涉及谷子m6A reader SiYTH1在调控植物抗旱能力中的应用。

技术介绍

[0002]一年生C4禾本科作物谷子俗称小米(Setaria italica),基因组小(约490Mb)、基因结构简单(n＝2x)、基因组测序已完成、对干旱等逆境胁迫有很强的抵御能力并且可以保证食物和营养安全(Lu et al.,2009；Muthamilarasan and Prasad,2021；Zhang et al.,2012；Zhang et al.,2021)。2020年，王兴春团队通过EMS诱变获得一个名为“xiaomi”的超早熟迷你谷子突变体，具有类似拟南芥的生命周期，并且该团队构建了“xiaomi”全生育期基因表达图谱、多组学数据库以及高效的谷子遗传转化体系；此外，CRISPR/Cas9基因组编辑技术建立的突变库加速了谷子成为新型C4禾谷类模式植物(Peng and Zhang,2021；Yang et al.,2020)。基于谷子的的上述优势，选择谷子作为干旱机制解析的研究对象，为培育抗旱种质提供理论依据。
[0003]植物通过多种机制调控干旱胁迫，包括干旱胁迫信号的感知与传导、转录和转录后修饰调控、翻译和翻译后蛋白修饰调控(Gong et al.,2020；Zhang et al.,2022)。转录后修饰调控决定了RNA的代谢,在植物生长发育和胁迫响应中发挥重要作用(Liang et al.,2020；Shao et al.,2021)。随着表观转录组的发展,在真核生物中已鉴定出170多种转录后修饰(Oerum et al.,2021；Wiener and Schwartz,2021)。其中，N6‑
甲基腺苷(m6A)修饰是真核生物mRNA最保守、分布最广泛的化学修饰(0.1％～0.4％m6A/A),平均每条mRNA含有3～5个m6A修饰,通过调节被修饰RNA的折叠、剪接、出核、稳定性、降解和翻译等过程来影响植物的生长发育和各种胁迫响应(Dominissini et al.,2012；Luo et al.,2014；Shi et al.,2019；Wang et al.,2014；Xiao et al.,2016；Zhao et al.,2017)。RNA上的m6A修饰由m6A reader识别并结合,直接调控被修饰的RNA的代谢,因此,研究m6A reader对于了解m6A在各种生物过程中的功能至关重要(Liang et al.,2020；Shi et al.,2019)。植物中广泛存在的m6A reader是YTH(YT521
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B homology)家族蛋白,其在进化过程中演化出DF和DC两大分支,它们由α
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螺旋
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β
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片层折叠形成一个疏水口袋,形成的疏水口袋中包含2
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3个芳香族氨基酸,这是m6A核苷结合所必需的(Li et al.,2014；Luo and Tong,2014；Xu et al.,2015)。研究谷子YTH家族蛋白,挖掘可以抵御逆境胁迫的谷子m6Areader,为植物抗逆网络的解析提供新思路,为培育抗逆稳产的作物提供潜在基因资源。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供谷子m6A reader SiYTH1在调控植物抗旱能力中的应用，用以为植物抗逆网络的解析提供新思路,为培育抗逆稳产的作物提供潜在基因资源。
[0005]本专利技术首先利用谷子数据库(https://phytozome
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next.jgi.doe.gov/info/Sitalica_v2_2)筛选出13个具有YTH结构域的基因，利用专利技术人实验室的干旱转录组数据
调取这13个基因的表达量，发现仅SiYTH1(核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示)受干旱处理诱导持续上调表达，而与SiYTH1基因同源性较高的SiYTH2基因(核苷酸序列如SEQ ID NO.17所示)、SiYTH3基因(核苷酸序列如SEQ ID NO.18所示)和SiYTH4基因(核苷酸序列如SEQ ID NO.19所示)
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受干旱处理诱导后不会上调表达，说明SiYTH1可能参与干旱胁迫响应。SiYTH1、SiYTH2、SiYTH3和SiYTH4在谷子全生育期的表达中具有广谱性，且SiYTH1在谷子不同时期各组织中表达量相对较高。本专利技术利用植物基因工程技术获得了超表达SiYTH1转基因谷子，证明了SiYTH1的超表达能够显著提高谷子抗旱的能力。
[0006]本专利技术提供m6A reader SiYTH1蛋白或其编码基因、或含有其编码基因的生物材料在调控植物抗旱能力中的应用；
[0007]所述m6A reader SiYTH1蛋白具有以下任意一种氨基酸序列：
[0008]1)SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列；或
[0009]2)SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列经过一个或多个氨基酸残基的替换、缺失或插入获得的具有相同功能蛋白的氨基酸序列。
[0010]根据上述的应用，所述调控为正向调控。
[0011]m6A reader SiYTH1蛋白或其编码基因、或含有其编码基因的生物材料在抗旱植物育种、抗旱转基因植物制备或植物耐旱种质资源改良中的应用；
[0012]所述m6A reader SiYTH1蛋白具有以下任意一种氨基酸序列：
[0013]1)SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列；或
[0014]2)SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列经过一个或多个氨基酸残基的替换、缺失或插入获得的具有相同功能蛋白的氨基酸序列。
[0015]m6A reader SiYTH1蛋白或其编码基因、或含有其编码基因的生物材料在提高干旱环境下植物存活率中的应用；
[0016]所述m6A reader SiYTH1蛋白具有以下任意一种氨基酸序列：
[0017]1)SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列；或
[0018]2)SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列经过一个或多个氨基酸残基的替换、缺失或插入获得的具有相同功能蛋白的氨基酸序列。
[0019]根据上述的应用，所述植物为单子叶植物或双子叶植物，优选为单子叶植物，更优选为谷子。
[0020]根据上述的应用，m6A reader SiYTH1蛋白的编码基因具有以下任一种核苷酸序列：
[0021](1)SEQ ID NO.2所示的核苷酸序列，或
[0022](2)SEQ ID NO.2所示的核苷酸序列经过一个或多个核苷酸的替换、缺失或插入获得的具有相同功能蛋白的编码核苷酸序列；
[0023](3)在严格条件下可以与SEQ ID NO.2所示的核苷酸序列进行杂交的核苷酸序列。
[0024]本专利技术还提供一种生物材料，所述生物材料包括m6A 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.m6A reader SiYTH1蛋白或其编码基因、或含有其编码基因的生物材料在调控植物抗旱能力中的应用；所述m6A reader SiYTH1蛋白具有以下任意一种氨基酸序列：1)SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列；或2)SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列经过一个或多个氨基酸残基的替换、缺失或插入获得的具有相同功能蛋白的氨基酸序列。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述调控为正向调控。3.m6A reader SiYTH1蛋白或其编码基因、或含有其编码基因的生物材料在抗旱植物育种、抗旱转基因植物制备或植物耐旱种质资源改良中的应用；所述m6A reader SiYTH1蛋白具有以下任意一种氨基酸序列：1)SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列；或2)SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列经过一个或多个氨基酸残基的替换、缺失或插入获得的具有相同功能蛋白的氨基酸序列。4.m6A reader SiYTH1蛋白或其编码基因、或含有其编码基因的生物材料在提高干旱环境下植物存活率中的应用；所述m6A reader SiYTH1蛋白具有以下任意一种氨基酸序列：1)SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列；或2)SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列经过一个或多个氨基酸残基的替换、缺失或插入获得的具有相同功能蛋白的氨基酸序列。5.根据权利要求1
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4任一项所述的应用，其特征在于，所述植物为单子叶植物或双子叶植物，优选为单子叶植物，更优选为谷子。6.根据权利要求1～5任一项所述的应用，其特征在于，m6A reader SiYTH1蛋白的编码基因具有以下任一种核苷酸序列：(1)SEQ ID NO.2所示的核苷酸序列，或(2)SEQ ID NO.2所示的核苷酸序列经过一个或多个核苷酸的替换、缺失或插入获得的具有相同功能蛋白的编码核苷酸序列；(3)在严格条件下可以与SEQ ID ...

【专利技术属性】
技术研发人员：于静娟，罗威威，刘玉卫，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：