一个提高水稻苗期耐冷性的基因及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一个水稻果胶合成相关基因及其提高水稻苗期耐冷性的应用，属于水稻基因工程领域；该水稻果胶甲酯酶抑制蛋白编码基因Os08g0108100的核苷酸序列如SEQ ID No.1所示，该基因与水稻根系细胞壁中的果胶含量密切相关，并影响水稻的耐冷胁迫能力，而该基因功能缺失后，水稻根系中的果胶含量显著降低，水稻的耐冷能力显著下降，利用该基因在不耐冷籼稻恢复系中过表达，可显著提高水稻根系果胶含量，同时可以提高水稻耐冷胁迫能力；本发明专利技术为水稻抗寒育种提供了新的基因资源，对于培育耐冷水稻品种具有较大的应用前景。冷水稻品种具有较大的应用前景。冷水稻品种具有较大的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一个提高水稻苗期耐冷性的基因及其应用


[0001]本专利技术属于水稻基因工程领域，涉及一个水稻果胶甲酯酶抑制蛋白编码基因Os08g0108100及其在提高水稻苗期耐冷胁迫能力的应用。

技术介绍

[0002]水稻是世界上最重要的粮食作物之一(Maclean JL,Dawe DC,Hardy B,Hettel GP(2002)Rice Almanac:source book for the most important economic activity on earth.In.,3rd edn.Internatonal Rice Research Institute,pp 6
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8.)，其属于热带和亚热带作物，当环境温度低至16℃以下时水稻植株代谢和生理过程会出现不可逆伤害，即冷害(Caton BP,Foin TC,Gibson KD,Hill JE(1998)Atemperature
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based model of direct
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,water
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seeded rice(Oryza sativa)stand establishment in California.Agricultural and Forest Meteorology,90(1):91
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102.)，导致作物减产。世界上约有24个国家(如中国、日本、朝鲜等)都遇到过严重冷害问题，全球每年因冷害减产的稻谷约30～50亿公斤(Fei YB,Shu NH,Huang T,Zhao SH(1994)Cellula rand biochemical correlates to chilling and Freezing tolerance in plant.Biotechnology Progress,14:40
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43；韩龙植，朴钟泽，高熙宗(2003)水稻耐冷性对稻米品质冷水反应的影响.中国农业科学，36(7)：757
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763)。
[0003]细胞壁是植物抵御逆境胁迫的第一道防线，其是由纤维素微纤丝与木葡聚糖和阿糖基木聚糖等半纤维素相互联结并嵌入在果胶胶体组合而成(郑绍建，细胞壁在植物抗营养逆境中的作用及其分子生理机制.2014，中国科学，44(4):334
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341.)。前人研究表明植物细胞壁中的果胶成分与其抗逆性密切相关，研究表明果胶含量高的植株对盐、干旱等多种非生物胁迫抗性增强(Bouton S,Leboeuf E,Mouille G,Leydecker M,Talbotec J,Granier F,Lahaye M,H,Truong HN(2002)QUASIMODO1 encodes a putative membrane
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bound glycosyltransferase required for normal pectin synthesis and cell adhesion in Arabidopsis.Plant Cell,14:2577
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2590.；Liu HH,Ma Y,Chen N,Guo SY,Liu HL,Guo X,Chong K,Xu YY(2014)Overexpression of stress
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inducible OsBURP16,theβsubunit ofpolygalacturonase 1,decreases pectin content and cell adhesion and in)，在模式植物拟南芥中，果胶含量变化直接影响着其的抗病和抗逆能力(Vogel JP,Raab TK,Schiff C,Somerville SC(2002)PMR6,a pectate lyase
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like gene required for powdery mildew susceptibility inArabidopsis.Plant Cell,14(9):2095
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106；Zhu J,Lee BH,Dellinger M,Cui X,Zhang C,Wu S,Nothnagel EA,Zhu JK(2010)Acellulose synthase
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like protein is required for osmotic stress tolerance in Arabidopsis.The Plant Journal,63:128
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140.)。目前利用果胶合成相关基因以提高水稻植株的耐冷胁迫能力的研究尚未见报道。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本申请提供一种水稻果胶甲酯酶抑制蛋白编码基因Os08g0108100及该基因在提高水稻耐冷胁迫能力的应用。
[0005]具体而言，上述专利技术目的是通过如下技术方案实现的：
[0006]首先，本申请提供了一种水稻果胶甲酯酶抑制蛋白编码基因Os08g0108100，该编码基因的核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示，水稻果胶甲酯酶抑制蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示。
[0007]其次，本申请提供了上述核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示的Os08g0108100基因在提高水稻苗期耐冷胁迫能力中的应用。
[0008]第三，本申请提供了利用如SEQ ID NO:1所示的Os08g0108100核苷酸序列提高植株耐冷胁迫能力的转基因方法，具体步骤如下：
[0009]1、基因片段的克隆：
[0010]剪取粳稻日本晴4叶期叶片，使用水稻RNA提取试剂盒(天根，DP441)提取水稻叶片总RNA，然后使用反转录试剂盒(诺维赞，R211)对获得的总RNA样品进行反转录得到cDNA(作为后续PCR反应的模板DNA)，具体提取步骤参见相应试剂盒说明书。
[0011]根据国家水稻数据中心Os08g0108100的编码核苷酸序列设计其特异性扩增引物(Primer Premier 5.0)，获得上游引物的核苷酸序列如SEQ ID NO:3所示，下游引物的核苷酸序列如SEQ ID NO:4所示，以cDNA为模板，使用高保真DNA聚合酶(诺维赞，P510)及，以及上下游引物进行PCR扩增：
[0012]PCR扩增体系：2
×
PhantaFlash Master Mix 25μL，浓度为10uM的上游引物2μL，浓度为10μM的下游引物2μL，模板cDNA 5μL，加入ddH2O至总体积为50μL；
[0013]上述PCR扩增体系中，一般cDNA体积为总体系的10％。
[0014]PCR扩增程序为：95℃预变性5min；95℃变性30s，55℃30s，72℃30s，循环30次；72℃终延伸10min。
[0015]扩增产物经琼脂糖凝胶电泳后使用胶回收试剂盒(诺维赞，DC301)进行胶回收，获得扩增产物，备用；胶回收方法如本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一个提高水稻苗期耐冷性的基因，其核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示。2.如权利要求1所述基因在提高水稻苗期耐冷胁迫中的应用。3.一种含有如权利要求1所述基因的过表达载体。4.一种提高水稻苗期耐冷性的方法，其特征在于，具体步骤如下：(1) 提取水稻叶片总RNA，进行反转录得到cDNA；以所述cDNA为模板，进行PCR扩增，获得扩增产物；(2)分别使用BsaI核酸内切酶对载体pBWA(V)HS以及所述扩增产物进行酶切，将获得的酶切产物纯化后以T4 DNA连接酶连接，然后转化大肠杆菌感受态，获得重组质粒；(3)将重组质粒转化至EHA105农杆菌中并侵染水稻愈伤组织，即可提...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖宁，陈梓春，王志平，蔡跃，吴云雨，刘建菊，时薇，朱书豪，潘存红，周长海，李育红，黄年生，张小祥，季红娟，余玲，李爱宏，
申请(专利权)人：江苏里下河地区农业科学研究所，
类型：发明
国别省市：