【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水稻分子育种领域，具体涉及一种提高水稻耐低温胁迫能力的方法、基因及其应用。
技术介绍
1、粮食安全是关系我国国民经济发展、社会稳定和国家自立的全局性重大战略问题。水稻(oryza sativa l.)是世界上最重要的粮食作物之一，是世界一半人口的主食。我国稻谷种植面积约为3018万公顷，占粮食总种植面积的26.9％；稻谷产量为20856万吨，占粮食总产的33.9％。因此，稳定、高产的水稻生产对保障我国粮食安全具有重要作用。
2、水稻起源于热带、亚热带地区，对低温敏感。我国稻作区分布广泛，南北纬度相差约34度，东西海拔相差约2700米，水稻在不同的生长时期均会遭遇冷害，每年因为冷害导致的稻谷减产高达300～500万吨。发生在营养生长期的延迟型冷害可以通过旱育稀植等栽培技术有效防范，但发生在孕穗期由短期异常低温引发的障碍型冷害(导致花粉败育、授粉受阻)，由于发生于水稻生长后期，一旦发生即无法避免，会严重影响水稻的结实和灌浆，导致大幅减产。特别是我国重要商品粮基地东北稻作区，不同程度的障碍型冷害几乎每年都发生，严重威胁水稻生产安全。深入了解水稻孕穗期响应低温的分子机制，进而通过分子设计育种或快速驯化手段培育耐冷水稻品种是从根本上解决障碍型冷害问题的重要途径。
3、由于水稻障碍型冷害是由发生在特定生长发育阶段的短期异常低温引起的，稳定准确的孕穗期耐冷性评估体系缺乏，遗传分析时精准表型鉴定十分困难，导致水稻孕穗期耐冷机制研究进展缓慢。目前，可用于遗传育种的水稻孕穗期耐冷遗传资源匮乏，因此，亟需挖掘一种
技术实现思路
1、针对现有技术中的缺陷，挖掘鉴定水稻孕穗期耐冷基因并将其应用在培育孕穗期耐低温水稻品种中，是从根本上解决水稻障碍型冷害的重要途径。因此，本专利技术提出了一种提高水稻耐低温胁迫能力的方法、基因及其应用。
2、本专利技术提供了一种水稻耐低温胁迫基因，所述基因的核苷酸序列如seq id no:1所示。
3、本专利技术以孕穗期耐冷水稻品种龙稻5(oryza sativa l.subsp.japonica longdao5，ld5)为研究对象，通过甲磺酸乙酯(ethyl mesylate，ems)诱变，并结合mutmap分析方法，首次克隆获得一个控制水稻孕穗期耐冷的基因，并将该基因命名为ctb18。利用crispr/cas9基因编辑方法创制敲除突变体及外源转入基因ctb18的遗传互补实验进一步证明基因ctb18调控水稻孕穗期耐冷性。
4、本专利技术还提供一种水稻耐低温胁迫蛋白，所述蛋白的氨基酸序列如seq id no:2所示。
5、本专利技术还提供一种含有所述核苷酸序列的重组载体。
6、本专利技术还提供一种含有所述的重组载体的重组基因工程菌，如农杆菌。
7、本专利技术还提供扩增所述水稻耐低温胁迫基因的引物。
8、本专利技术还提供一种提高植株耐低温胁迫能力的方法，将所述水稻耐低温胁迫基因或所述重组载体或所述重组基因工程菌导入植株。
9、本专利技术还提供一种制备耐低温胁迫能力的转基因水稻的方法，将所述重组工程菌转化植株，筛选获得耐低温胁迫能力提高的转基因植株。
10、本专利技术还提供所述水稻耐低温胁迫基因或所述重组载体或所述重组基因工程菌在水稻育种中的应用。
11、在一种或多种实施方式中，所述水稻育种品种为具有耐冷性的水稻品种。
12、在一种或多种实施方式中，所述水稻育种的方法包括转基因、杂交、回交、自交或无性繁殖。
13、本专利技术还涉及一种采用基因编辑的技术，创制ctb18基因的纯合等位突变体的方法，其中包括将含有ctb18基因sgrna序列的基因编辑载体导入到ld5材料中。其中，在采用基因编辑方法创制的ctb18突变体材料过程中，ctb18基因编码的氨基酸序列出现移码突变导致提前终止。
14、本专利技术还涉及一种创制ctb18基因的转基因植株的方法。其中包括将含ctb18基因的重组载体导入至ctb18-1中的步骤和检测新创制的ctb18基因转基因阳性植株的方法。
15、本专利技术还涉及所述基因、所述基因重组载体、所述农杆菌或所述蛋白质在增强水稻孕穗期耐冷能力中的用途。其中，本专利技术过程中使用的水稻材料优选为孕穗期耐冷水稻品种龙稻5。
16、综上，与现有技术相比，本专利技术达到了以下技术效果：
17、(1)本专利技术在水稻中克隆了一个孕穗期耐冷的调控基因，为培育耐低温水稻品种提供新的基因资源，对水稻分子育种领域具有重要意义。
18、(2)本专利技术通过为创造基于ctb18基因的具有耐低温胁迫的转基因植株品种、种质资源、杂交亲本提供一种高效的育种方式。
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1.一种水稻耐低温胁迫基因，其特征在于，所述基因的核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示。
2.一种水稻耐低温胁迫蛋白，其特征在于，所述蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示。
3.一种重组载体，其特征在于，含有权利要求1所述的核苷酸序列。
4.一种重组基因工程菌，其特征在于，含有权利要求3所述的重组载体。
5.扩增权利要求1所述的水稻耐低温胁迫基因的引物。
6.一种提高植株耐低温胁迫能力的方法，其特征在于，将权利要求1～2任一项所述的水稻耐低温胁迫基因或权利要求3所述的重组载体或权利要求4所述的重组基因工程菌导入植株。
7.一种制备耐低温胁迫能力的转基因植株的方法，其特征在于，将权利要求4所述的重组工程菌转化植株，筛选获得耐低温胁迫能力的转基因植株。
8.权利要求1～2任一项所述的水稻耐低温胁迫基因或权利要求3所述的重组载体或权利要求4所述的重组基因工程菌在水稻育种中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述水稻育种的品种为具有耐冷性的水稻品种。
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...【技术特征摘要】
1.一种水稻耐低温胁迫基因，其特征在于，所述基因的核苷酸序列如seq id no:1所示。
2.一种水稻耐低温胁迫蛋白，其特征在于，所述蛋白的氨基酸序列如seq id no:2所示。
3.一种重组载体，其特征在于，含有权利要求1所述的核苷酸序列。
4.一种重组基因工程菌，其特征在于，含有权利要求3所述的重组载体。
5.扩增权利要求1所述的水稻耐低温胁迫基因的引物。
6.一种提高植株耐低温胁迫能力的方法，其特征在于，将权利要求1～2任一项所述的水稻耐低温胁迫基因或权利要求3所述的重组...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋显伟，侯秀丽，杨超，李辉，郭振华，曹晓风，
申请(专利权)人：中国科学院遗传与发育生物学研究所，
类型：发明
国别省市：
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