水稻OsbZIP82基因在调控水稻耐铝中的应用、sgRNA、重组载体及其应用制造技术

本发明专利技术涉及基因工程技术领域，特别是涉及水稻OsbZIP82基因在调控水稻耐铝过程中的应用、sgRNA、重组载体及其应用。本发明专利技术通过对353个世界核心水稻品种对铝胁迫的响应通过全基因组关联分析鉴定得到了一个控制水稻耐铝性状的关键基因OsbZIP82，进一步通过CRISPR/Cas9基因编辑技术创建该基因功能缺失的突变体osbzip82，并与野生型日本晴一起铝处理，发现该基因缺失的突变体对铝超级敏感。OsbZIP82基因不仅可用以完善水稻响应铝胁迫的上下游调控网络，同时也为通过杂交和分子标记辅助育种选育耐铝的水稻新材料，最终提高酸性土壤粮食产量，解决日益严重的粮食保障问题提供了一个新思路。个新思路。个新思路。

【技术实现步骤摘要】
水稻OsbZIP82基因在调控水稻耐铝中的应用、sgRNA、重组载体及其应用


[0001]本专利技术涉及基因工程
，特别是涉及水稻OsbZIP82基因在调控水稻耐铝性中的应用、sgRNA、重组载体及其应用。

技术介绍

[0002]酸性土壤约占我国土地总面积的22.7％，主要分布于水热资源丰富的南方地区，该地区作物生产潜力巨大，而土壤酸性问题严重制约了生产力的发挥。铝毒是公认的酸性土壤上影响作物生长的主要限制因素。铝毒害严重影响作物的根系生长，从而严重阻碍根系对养分和水分的吸收，由此导致农作物的减产、减收，在强酸性土壤上甚至会导致绝收。因此，解析水稻的耐铝机制，寻找调控水稻耐铝性状的关键基因并阐明其功能具有重要的理论及实践意义，利用该关键基因选育耐铝的作物是提高酸性铝毒土壤水稻生产力、保障国家粮食安全、促进农业可持续发展的重要途径。

技术实现思路

[0003]为了解决上述问题，本专利技术提供了水稻OsbZIP82基因在调控水稻耐铝方面的应用、sgRNA、重组载体及其应用。本专利技术确定了敲除水稻OsbZIP82基因可以显著降低水稻的耐铝性，为耐铝水稻品种的分析提供了契机，为通过杂交和分子标记辅助育种技术培育耐铝水稻新材料提供了基因资源和技术支持。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0005]本专利技术提供了水稻OsbZIP82基因在调控水稻耐铝性中的应用，所述水稻OsbZIP82基因编码的蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。
[0006]优选的，所述调控水稻耐铝性包括：通过负调控OsbZIP82基因的表达来增加水稻的铝敏感性。
[0007]优选的，所述水稻的铝敏感性的性状包括：根长和野生型相比降低，根尖铝含量较野生型增加。
[0008]优选的，所述水稻OsbZIP82基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。
[0009]本专利技术还提供了一种靶向水稻OsbZIP82基因的sgRNA，所述sgRNA的靶标的核苷酸序列如SEQ ID No.3所示。
[0010]优选的，所述sgRNA包括sgRNA
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S和sgRNA
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A；所述sgRNA
‑
S的核苷酸序列如SEQ ID No.4所示；所述sgRNA
‑
A的核苷酸序列如SEQ ID No.5所示。
[0011]本专利技术还提供了一种敲除水稻OsbZIP82基因的重组载体，所述重组载体包括上述技术方案所述的sgRNA。
[0012]本专利技术还提供了上述技术方案所述sgRNA或上述技术方案所述的重组载体在增加水稻铝敏感性中的应用。
[0013]优选的，所述水稻铝敏感性的性状包括：根长和野生型相比降低，根尖铝含量较野
生型增加。
[0014]本专利技术还提供了水稻OsbZIP82基因或上述技术方案所述sgRNA或上述技术方案所述的重组载体在在培育转基因水稻中的应用；所述水稻OsbZIP82基因编码的蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。
[0015]有益效果：
[0016]本专利技术提供了水稻OsbZIP82基因在调控水稻耐铝性中的应用，所述OsbZIP82基因编码的蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。本专利技术通过对353个世界核心水稻品种对铝胁迫的响应通过全基因组关联分析(Genome wide association study，GWAS)鉴定得到了一个控制水稻耐铝性状的关键基因OsbZIP82(LOC_Os11g11100)，进一步通过CRISPR/Cas9基因编辑技术创建该基因功能缺失的突变体osbzip82，并与野生型日本晴(Nipponbare，Nip)一起铝处理，发现该基因缺失的突变体对铝超级敏感，其中，突变体osbzip82根长和野生型相比降低，根尖铝含量较野生型增加。OsbZIP82基因不仅可用以完善水稻响应铝胁迫的上下游调控网络，同时也为通过杂交和分子标记辅助育种选育耐铝的水稻新材料，最终提高酸性土壤粮食产量，解决日益严重的粮食保障问题提供了一个新思路。
附图说明
[0017]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，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0018]图1铝处理前后水稻相对根伸长的GWAS分析结果；
[0019]图2为野生型水稻Nip和突变体材料osbzip82耐铝表型分析；
[0020]图3为野生型水稻Nip和突变体材料osbzip82铝处理前后的根长对比图；
[0021]图4为野生型水稻Nip和突变体材料osbzip82铝处理后根尖铝含量的对比图。
具体实施方式
[0022]本专利技术提供了水稻OsbZIP82基因在调控水稻耐铝性中的应用，所述OsbZIP82基因编码的蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示，具体如下：
[0023]MMMANAKLPKQALLPPRSPFPTAAAAAGPYAGDHGPIARPQGAPHHRHGHGHGHHQRTSSESFIEEQPSWLDDLLNEPETPVRQHGRAGHRRSSSDSFAMFDGGAAAGAYANGFEGMGGGGGGGQAAPWGGVQEYYAKPSSFGRHQGRPWEQGMNNLVNYRQSGGPPMPAKEKVGGHHGSPSVLRDHDHGMDRRSSDESGHDQKVGPERKEGVPPKHAQSEADTKRAKQQYAQRSRVRKLQYIAELERKVQALQSEGIDVSAEMEFLSQQNIMLDLENKALKQRLESLAQEQLIKRFQQEMFEREIGRLRSLYQQQQQQQKQPQPTTTLSRSNSRDLDSQFANLSLKHKDPNSGPLRTQSSSIL。
[0024]在本专利技术中，所述水稻OsbZIP82基因的核苷酸序列优选如SEQ ID NO.2所示，具体为：5
’‑
ATGATGATGGCGAACGCGAAGCTGCCCAAGCAGGCGCT GCTGCCGCCGCGCAGCCCGTTCCCGACGGCGGCGGCGGCGGCGGGGCCGTACGCCGGCGACCACGGCCCGATCGCGCGGCCGCAGGGTGCGCCGCACCACAGGCACGGGCACGGCCACGGGCACCACCAGCGCACGTCGTCGGAGAGCTTCATCGAGGAGCAGCCGTCGTGGCTCGACGACCTGCTCAACGAGCCCGAGACGCCGGTGCGGCAGCACGGCCGGGCCGGCCACCGCCGGTCGTCGAGTGACTCGTTTGCGATGTTCGACGGAGGCGCCGCCGCCGGCGCTTACGCCAATGGCTTTGAAGGGATGGGAGGAGGAGGAGGAGGAGGGCAGGCCGCGCCGTGGGGTGGTGTGCAGGAGTACTATGCGAAGCCAAGCTCGTTTGGTAGGCACCAGGGCCG本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.水稻OsbZIP82基因在调控水稻耐铝性中的应用，所述水稻OsbZIP82基因编码的蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述调控水稻耐铝性包括：通过负调控OsbZIP82基因的表达来增加水稻的铝敏感性。3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述水稻的铝敏感性的性状包括：根长和野生型相比降低，根尖铝含量较野生型增加。4.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述水稻OsbZIP82基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。5.一种靶向水稻OsbZIP82基因的sgRNA，其特征在于，所述sgRNA的靶标的核苷酸序列如SEQ ID No.3所示。6.根据权利要求5所述的sgRNA，其特征在于，所述sgRNA包括sgRNA
‑
S和sg...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈仁芳，朱晓芳，陶烨，
申请(专利权)人：中国科学院南京土壤研究所，
类型：发明
国别省市：