一种水稻不定根突出控制基因ＯｓＤＡＲＥ１及其用途制造技术

本发明专利技术公开了一种水稻不定根突出控制基因ＯｓＤＡＲＥ１编码的蛋白质，该蛋白质具有ＳＥＱ?ＩＤ?ＮＯ：２所示的氨基酸序列。本发明专利技术还同时公开了编码上述蛋白质的基因，该基因具有ＳＥＱ?ＩＤ?ＮＯ：１所示的核苷酸序列。本发明专利技术还同时公开了该基因的用途：用于构建转基因水稻。本发明专利技术的ＯｓＤＡＲＥ１具有控制水稻不定根发育的功能。

【技术实现步骤摘要】

本 专利技术属于植物基因工程领域。具体的说，本专利技术涉及一种图位克隆技术克隆的 7jCfS OsDAREl (defective in adventitious root 豆mergence)基因的 cDNA 序列，转基因互 补功能实验鉴定该基因控制不定根及植株的发育。
技术介绍
从土壤中吸收水分和营养以及锚定是植物根系的两大基本功能；正确的根形态建 成对于执行其两大基本功能是必不可少的，而水稻作为研究根系的第二大模式植物，有着 更加重要的农业生产意义。全世界有25亿人以水稻作为主要的粮食，全球约有9%的可用 耕地用于种植水稻。水稻占人均能量消耗的21%和人均蛋白摄入的15%。相比拟南芥，水 稻的主根仅在植株生长的早期发挥作用，而后的生命过程依赖胚后发生的不定根来执行根 系的两大基本功能。水稻属于单子叶禾本科作物，其根系构型为须根系。在种子根发生2到3天后， 不定根开始发生。禾本科作物中，不定根在茎上相对比较固定的结构发生，水稻鞘叶节以 上各节位，从下位节依次向上位节发生不定根。不定根还会被称为茎生根(shoot-borne root)、冠根(crown root)或者支持根(brace root) (Hochholdinger et al.，2004 ； Hochholdinger andZimmermann，2008)。水稻不定根原基来自于根茎结合部邻近维管束的中柱鞘最内层的分生细胞，这些 分生细胞通过1到2次的平周分裂形成了原基起始细胞；原基起始细胞的内层细胞通过 垂周和平周分裂形成表皮-内皮层、中柱起始细胞，而外层细胞主要通过垂周分裂形成根 冠起始细胞；表皮_内皮层通过平周分裂形成表皮和内皮层，根冠以及中柱的起始细胞通 过垂周和平周分裂增大组织；内皮层细胞通过一系列不对称得平周分裂形成若干层皮层细 胞；根冠起始细胞通过平周分裂形成轴柱，中柱起始细胞则继续通过垂周和平周分裂形成 一个圆顶型的结构，在这圆顶型结构中木质部已经清晰可见，与此同时，维管束的细胞逐渐 分化成熟，这个时期根形态已清晰可见；初现睨端的原基细胞开始伸长及液泡化；最终，不 定根原基突破表皮成为成熟的不定根(Itoh et al.，2005)。分子水平的研究远不及组织形态学的研究，到目前为止，仅有四个突变体报道影 响不定根的发生发育。CRL1/ARL1和CRL4/GN0M1的突变都在不定根原基起始阶段产生缺 陷，这两个突变体分别与生长素的信号和转运相关(Inukai et al. ,2001 ；Inukai et al., 2005 ；Liu etal.，2005 ；Kitomi et al.，2008 ；Liu et al.，2009)。W0X11 的突变导致不定根 原基大量减少，该突变体参与生长素和细胞分裂素信号，并且在不定根发育过程中调控RR2 基因的表达(Zhao et al.，2009)。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种具有控制水稻不定根发育的功能的基因及 其编码的蛋白质、以及该基因的用途。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种水稻不定根控制基因OsDAREI编码的蛋 白质，该蛋白质具有SEQ ID NO :2所示的氨基酸序列。作为本专利技术的水稻不定根控制基因OsDAREI编码的蛋白质的改进该蛋白质还包 括在SEQ ID NO :2所示的氨基酸序列中添加、取代、插入和缺失一个或多个氨基酸生成的衍 生物。本专利技术还同时提供了编码上述蛋白质的基因该基因具有SEQ ID NO 1所示的核 苷酸序列。作为本专利技术的基因的改进该基因还包括在SEQ ID NO 1所示的核苷酸序列中添 力口、取代、插入和缺失一个或多个核苷酸生成的突变体、等位基因和衍生物。本专利技术还同时提供了上述基因的用途用于构建转基因水稻。本专利技术还同时提供了一种转基因植物细胞，为包含上述核酸的转基因植物细胞。本专利技术提供了一种用OsDAREI基因进行高效的植物转化的方法，具体地说，本发 明提供了具有SEQ ID NO :1所示的序列的基因片段的载体。专利技术人首先通过EMS处理的Kasalath突变体库筛选到水稻不定根缺陷突变 体Osdarel，并且克隆了控制不定根发育的OsDAREI基因。DAREl与动物和拟南芥中的 CANDl (cullin-associated and neddylation-disassociated)同源个生最高。在云力物研究 中，CANDl蛋白选择性的与未被NEDD8修饰的CULl结合从而参与泛素连接酶SCF复合体 的聚集和解离(Liu et al. ,2002 ；Zheng et al. ,2002 ；Oshikawa et al.，2003)。在拟 南芥研究中，该基因突变导致植株矮小、结实率下降、叶脉简化以及对多种植物激素响应 异常，但早期的根系生长未受影响，AtCANDl也同样与未被RUB修饰的CULl互作而调节 SCF 复合体的聚集和解离(Cheng et al.，2004 ；Chuang et al.，2004 ；Feng et al.，2004 ； Alonso-Peral et al.,2006)o本专利技术是首次发现OsDAREI具有控制水稻不定根发育的功能，由于不定根的正常 发生发育对维持水稻生长发育以及高产稳产是必不可少的，因此本专利技术在分子育种中存在 较大的应用潜力。文中提及的参考文献具体如下Alonso-Peral,Μ· M. ,Candela,H. ,del Pozo,J. C. ,Martinez-Laborda, A. ,Ponce, M. R.，Micol, J. L. (2006)The HVE/CAND1 gene is required for the early patterning of leaf venationinArabidopsis. Development, 133 3755-3766.(基因是拟南芥叶脉形成 早期必须的发育，133 3755-3766)。Cheng, Y.，Dai，X.，Zhao, Y. (2004)AtCAND 1，a HEAT-repeat protein that participates inauxin signaling in Arabidopsis. Plant Physiol,135 :1020-1026. (拟南芥AtCANDl编码一个HEAT重复蛋白并且参与生长素信号途径.植物生理，135 1020-1026.)。Chuang, H. W. ， Zhang, W. ， Gray, W. Μ. (2004) Arabidopsis ETA2, an apparent orthologof the human cull in-interacting protein CAND1, is required for auxin responses mediated by theSCF(TIRl)ubiquitin ligase. Plant Cell, 16 :1883-1897. (拟南芥ETA2基因是人的CANDl的同源基因，通过泛素连接酶复合体SCF (TIR)参与生长素 响应·植物细胞，16 1883-1897)。Feng, S. , Shen, 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水稻不定根突出控制基因ＯｓＤＡＲＥ１编码的蛋白质，其特征是：该蛋白质具有ＳＥＱＩＤ　ＮＯ：２所示的氨基酸序列。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴平，王晓飞，毛传澡，马孝霞，吴运荣，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]