基因OsPIN10b在植物根系伸长中的应用制造技术

本发明专利技术申请是202011444476.6的分案申请。本发明专利技术涉及植物生长发育分子生物学领域，特别涉及基因OsPIN10b在植物根系伸长中的应用，基因OsPIN10b具有SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列，基因OsPIN10b在调控植物根系长度性状中的应用。本发明专利技术通过克隆基因OsPIN10b，构建转基因载体，获得过表达和敲除转基因材料，对转基因材料表型性状进行测量，得到不同材料中根系形态发生显著变化，相对于敲除转基因材料和野生型材料来说，过表达材料表现为根系长度增加等性状，说明OsPIN10b基因在水稻根系伸长发育过程中发挥重要的调控功能。过程中发挥重要的调控功能。过程中发挥重要的调控功能。

【技术实现步骤摘要】
基因OsPIN10b在植物根系伸长中的应用
[0001]本专利技术专利申请是分案申请。原案的申请号是202011444476.6，申请日是2020年12月11日，专利技术名称是：基因OsPIN10b的基因工程应用。


[0002]本专利技术涉及植物生长发育分子生物学领域，具体而言，涉及基因OsPIN10b在植物根系伸长中的应用。

技术介绍

[0003]生长素是唯一明确有极性运输性质的植物激素，需要依赖生长素输入载体和输出载体协助方能进出细胞。AUX家族蛋白属于输入载体，影响着生长素向胞内的输送，而PIN家族蛋白属生长素输出载体，负责将生长素从胞内运输到胞外(Rutschow et al.,2014；Zhou et al.,2018)，它们极性运输所形成的生长素浓度梯度可影响植物的许多生理过程，包括根的生长发育及向性生长(Woodward et al.,2005；Vanneste et al.,2009)。生长素在植物组织中的极性运输很大程度上归功于高度调控的、极性定位的PIN家族蛋白(Friml et al.,2002)。在拟南芥中，PIN家族基因一共克隆到了8个基因(Benkova et al.,2003)；水稻中预测到12个PIN的同源基因(Wang et al.,2009)；在玉米中也报道有12个PIN同源基因(Forestan et al.,2012)；在大豆、野樱桃和杨树等植物中也发现了其同源基因(Zazimalova et al.,2007)。生长素极性运输转运蛋白PIN1参与植物茎端生长素的向基运输及根的向顶运输(Blilou et al.,2005)，因此，PIN1在转录及蛋白水平表达的上调可促进茎端生长素向根尖的转运，这可能是导致根部生长素升高的原因之一。定位于小柱细胞的PIN3和PIN7具有横向运输生长素以及维持该区域生长素浓度梯度的功能(Petr
á
sek et al.,2009；Ganguly et al.,2010)，而表达于根尖静止中心及下方细胞的PIN4具有维持该区域细胞生长素水平及其浓度梯度，参与根尖分生组织发育调控的作用(Friml et al.,2002)。因此PIN家族基因在水稻生长发育过程中发挥十分重要的调控作用。水稻中PIN家族的基因功能有待进一步发现。

技术实现思路

[0004]水稻OsPIN10b同拟南芥中的PIN1同源，编码592氨基酸，分子量为62.93124KD。通过克隆到OsPIN10b基因，连接过表达载体获得转基因株系研究发现，根系发育、叶夹角、叶长、株高发生显著地变化，表现为根系长度增加、侧根数目明显减少、根系角度增加、叶夹角增加、叶长变短、株高降低等性状，说明OsPIN10b基因在水稻根系、叶夹角以及株高的生长发育过程中发挥重要的调控功能。
[0005]本专利技术的第一方面提供了以下技术方案：
[0006]基因OsPIN10b的基因工程应用，所述基因OsPIN10b具有SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列，所述基因OsPIN10b在调控植物根系发育、叶片发育、株高中的至少一种性状中的应用。
[0007]进一步地，所述根系发育包括根系长度、根系角度和侧根数量中的任一种或多种；
[0008]所述叶片发育包括叶夹角和叶片长度中的任一种或两种。
[0009]本专利技术通过克隆基因OsPIN10b，构建转基因载体，获得过表达和敲除转基因材料，对转基因材料进行表型性状测量，得到不同材料中根系形态发生显著地变化。与敲除转基因材料和野生水稻材料相比，一方面，过表达材料表现为根系长度和角度增加、侧根数目明显减少等性状，说明OsPIN10b基因在水稻根系生长发育过程中发挥重要的调控功能；另一方面，过表达材料叶夹角、叶长也出现了明显变化，与敲除转基因材料和野生水稻材料相比，过表达材料表现为叶夹角增大、叶长变短，说明OsPIN10b基因在水稻叶片生长发育过程中也发挥重要的调控功能；第三方面，株高也出现表型的明显变化，与敲除转基因材料和野生水稻材料相比，过表达材料的株高显著降低，说明OsPIN10b基因在水稻株高的生长发育过程中起重要作用。
[0010]此外，利用转基因材料，对OsPIN10b基因的组织定位进行了检测，发现，OsPIN10b基因分别在萌发的种子、根的中柱鞘、成熟期侧根、根茎结合处、维管束、叶脉、幼穗、花药以及灌浆期的种子中表达。
[0011]进一步地，所述基因OsPIN10b的过表达促进根系伸长、降低侧根数目、增加根系角度、增大叶夹角、叶长变短、降低株高。
[0012]本专利技术中涉及的基因OsPIN10b对植物根系发育具有明显的作用，说明基因OsPIN10b与植物根系发育密切相关，特别是最长种子根长度和最长种子根角度以及侧根数量。因此，在实际应用中，可以通过过表达基因OsPIN10b来达到改变植物根系长度和角度以及侧根数量的目的。
[0013]本专利技术中涉及的基因OsPIN10b对植物叶夹角、叶长发育具有明显的作用，说明基因OsPIN10b与植物叶夹角、叶长发育密切相关。因此，在实际应用中，可以通过过表达基因OsPIN10b来达到改变植物叶夹角、叶长的目的。
[0014]本专利技术中涉及的基因OsPIN10b对植物株高发育具有明显的作用，也就是说，基因OsPIN10b与植物株高发育密切相关。因此，在实际应用中，可以通过过表达基因OsPIN10b来达到改变植物株高的目的。
[0015]本专利技术中，基因OsPIN10b的基因工程应用可以是基因OsPIN10b作为植物根系发育、叶夹角、叶长、株高发育的分子标记，即通过检测植物是否具有基因OsPIN10b的表达来相对的说明植物的根系发育、叶夹角、叶长、株高方面的情况，进而为植物育种提供良好的技术支撑。
[0016]本专利技术中，所述植物包括单子叶植物和双子叶植物；
[0017]所述单子叶植物包括水稻、玉米、小麦；
[0018]所述双子叶植物包括大豆、棉花、烟草。
[0019]本专利技术的第二方面提供了一种植物根系发育、叶夹角、叶长、株高性能的检测方法，检测待检测样品的基因OsPIN10b表达情况，来则判断其根系发育、叶夹角、叶长、株高性能；
[0020]所述根系发育包括根系长度和角度以及侧根数量。
[0021]即通过待测样品的基因OsPIN10b表达情况，来判断目标植物的根系长度和角度、侧根数量、叶夹角、叶长和株高的情况。
[0022]其中，本专利技术检测待检测样品是否含有基因OsPIN10b可以通过多种方式进行，如可以直接检测是否含有基因OsPIN10b本身，也可以检测由基因OsPIN10b产生的产物，产物包括直接产物或间接产物或次生产物等，产物可以是基因，也可以是蛋白，也可以是某种化合物等。
[0023]直接检测基因OsPIN10b，可以用基因OsPIN10b的特异性引物对检测，也可以用针对基因OsPIN10b设计的探针或芯片进行检测。进一步地，通过基因OsPIN10b的引物对或探针或芯片对待检测样品进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基因OsPIN10b在植物根系伸长中的应用，所述基因OsPIN10b具有SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列，所述基因OsPIN10b在调控植物根系长度性状中的应...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙虎威，赵全志，王博博，
申请(专利权)人：河南农业大学，
类型：发明
国别省市：