System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种调控水稻耐铝毒基因OsAlLR4及其应用制造技术_技高网

一种调控水稻耐铝毒基因OsAlLR4及其应用制造技术

技术编号:41311625 阅读:3 留言:0更新日期:2024-05-13 14:54
本发明专利技术属于植物基因工程技术领域,具体涉及一种调控水稻耐铝毒基因OsAlLR4及其应用。该调控水稻耐铝毒基因OsAlLR4的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示,所基因表达的蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。本发明专利技术还公开了敲除该调控水稻耐铝毒基因OsAlLR4的突变体N452,所述突变体显著降低了水稻对铝毒的耐受性,是研究该调控水稻耐铝毒基因OsAlLR4调控水稻耐铝机制的重要资源。本发明专利技术利用基因工程手段挖掘水稻耐铝毒调控基因,为阐明水稻耐铝毒机制,培育优良耐铝毒水稻品种奠定基础。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于植物基因工程,具体涉及一种调控水稻耐铝毒基因osallr4及其应用。


技术介绍

1、铝是酸性土壤中限制水稻生长发育及产量的主要因素之一。世界上有超过50%的潜在可耕地和约30%的陆地面积呈酸性。

2、铝毒性是影响酸性土壤作物产量的主要因素。通常情况下,土壤中的铝以硅酸盐或者其他无机矿物质的形式存在,对植物无任何毒害作用,在ph值低于5时,al离子从粘土矿物中溶解,对植物根系有很大的毒性,抑制根系的生长和功能。这反过来又导致水分缺失和矿物质缺乏导致作物减产。铝毒会对植物分子水平、细胞组织水平和器官水平都造成危害,抑制植物对水分和营养物质的吸收,破坏细胞结构,抑制根的伸长以及对地上部叶片和茎的光合作用(taylor g.j.,mcdonald-stephens j.l.,hunter d.b.,bertsch p.m.,elmore d.,rengel z.,reid r.j.2000.direct measurement ofaluminum uptake anddistribution in single cells ofchara corallina.plant physiol,123(3):987–996.)。

3、铝对植物的毒害症状首先表现在根系上,许多研究表明铝作用于植物的根尖,在微摩尔水平下就能迅速抑制根系伸长,进一步阻碍植物地上部的生长,最终使得产量和品质下降。常见的铝毒害症状包括根长伸长生长受到抑制,使根系主轴生长受到抑制,根尖、侧根短粗且脆,根冠脱落,根毛数量减少等(foy c.d.1988.plant adaptation to acid,aluminum-toxic soils.soil sci plant anal 19,959–987.)。根系生长受到抑制,减少水分及营养元素吸收量,阻碍植株对钾离子、钙离子、二价铁离子等吸收、运输和利用使植物出现缺钾、缺钙、缺铁的症状,最终导致作物减产(王建林.1991.土壤中铝的胁迫与水稻生长.土壤,23(6):302-306.)。短时间在低浓度铝环境中生长,只会抑制根部细胞的伸长,长时间持续在高浓度铝环境中生长则会导致细胞分裂和伸长受到阻碍,根部形态发生改变,地上部也会出现叶片短小、卷曲、叶片黄化等不利影响,致使植株进行光合作用的面积减小,光合速率降低。在对作物铝胁迫后地上部的影响中发现,铝使幼嫩的叶片变小,叶的边缘变得卷曲,叶片发黄、叶柄萎蔫,与植物缺磷缺钙的症状较为类似。植物体内叶绿素a/叶绿素b的比例下降,降低光合速率,同时铝阻碍植物对钾离子、钙离子、铁离子的吸收,影响植物对营养成分的吸收。何龙飞等(何龙飞,刘友良,沈振国,王爱勤.2001.铝胁迫对小麦根呼吸作用和一些线粒体结合酶活性影响.作物学报,27(6):857-861.)研究表明,随着铝离子浓度的增加,根系细胞线粒体膜上与呼吸作用相关的酶的活性也受到抑制,导致小麦的呼吸速率明显降低。有许多研究学者对铝毒机制进行了深入研究,并提出了许多可能性:铝可能靶向根细胞中的多个部位,包括细胞壁、质膜、线粒体和细胞核,铝与这些部位结合会影响根细胞的功能和完整性。短暂暴露于铝中还会影响许多基因的表达,根尖中有许多的基因受到铝的影响,但不仅根尖和铝中毒部位的基因,还有根部成熟区和地上部分的基因也受到了铝的诱导而发生改变(tomokazu tsutsui,naoki yamaji,chao feng huang,ritsuko motoyama,yoshiaki nagamura,jian feng ma.2018.comparative genome-widetranscriptional analysis of al-responsive genes reveals novelal tolerancemechanisms in rice.plos one,7(10):48197.)。

4、农业上常采取施用铝螯合剂来降低铝的活性和通过向农田施用大量的碱性石灰从而提高土壤的ph,施用石灰是缓解土壤酸化最常用的方式,但表层施石灰,石灰撒入土壤后形成碳酸钙,石灰还会与土壤胶状物质结合在一起,引起土壤板结并不能从根本上消除亚表层土壤的铝毒,石灰在土壤剖面移动缓慢,仅对表层土壤有改良作用,对深层土壤效果并不显著(肖厚军,王正银.2006.酸性土壤铝毒与植物营养研究进展[j].西南农业学报,2006(06):1180-1188.;韩官运,邓先保,蒋诚,辜夕容.2007.植物铝毒害的产生及防治研究进展[j].福建林业科技,174-179.)。并且过量施用石灰不仅会消耗大量的人力、物力和财力,更重要的是会对环境造成污染,影响农业的可持续发展。

5、水稻中目前已定位、克隆了多个耐铝相关的基因,有些基因已经明确了其基因功能。但水稻耐铝性是由多基因调控的数量性状,其调控网络非常复杂,目前对铝胁迫调控网络的理解仍然有限,限制了这些基因在育种中的应用。因此亟需在广泛的水稻种质资源中挖掘耐铝基因资源,鉴定和克隆更多新的耐铝基因,为进一步探索水稻耐铝的分子机制和培育耐铝水稻品种奠定基础。


技术实现思路

1、为解决现有技术中鉴定和克隆的可供育种应用的耐铝基因较少,对铝胁迫调控网络的理解仍然有限的问题,为实现上述目的,本专利技术采用如下技术方案:

2、本专利技术提供了一种调控水稻耐铝毒基因osallr4,所述基因的核苷酸序列如seqid no.1所示,所基因表达的蛋白的氨基酸序列如seq id no.2所示。

3、本专利技术还提供了一种包含所述调控水稻耐铝毒基因osallr4的重组表达载体、或所述重组表达载体的工程菌或宿主细胞。

4、优选地,所述重组表达载体包括所述调控水稻耐铝毒基因osallr4,还包括所述调控水稻耐铝毒基因osallr4的质粒。

5、优选地,所述质粒包括prgeb32载体。

6、本专利技术还提供了所述调控水稻耐铝毒基因osallr4或所述重组载体、工程菌或宿主细胞在提高植物耐铝能力中的应用。

7、优选地,所述植物包括水稻。

8、优选地,用于水稻耐铝育种。

9、优选地,使水稻转化入所述调控水稻耐铝毒基因osallr4或包含所述基因表达的蛋白。

10、优选地,通过转基因或分子标记辅助育种方法来提高水稻的耐铝能力。

11、本专利技术提供了一种培育耐铝毒水稻的方法,将含有所述调控水稻耐铝毒基因osallr4在水稻中过表达,获得耐铝性增强的转基因水稻。

12、与现有技术相比,本专利技术具有如下有益效果:

13、本专利技术提供了一种调控水稻耐铝毒基因osallr4的核苷酸序列如seq id no.1所示,该基因表达的蛋白的氨基酸序列如seq id no.2所示。本专利技术还提供了该基因的敲除突变体n452,该突变体显著降低了水稻对铝毒的耐受性,是研究调控水稻耐铝毒基因osallr4调控水稻耐铝机制的重要资源。本专利技术利用基因工程手段挖掘水稻耐铝毒调控基因,为阐明本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种调控水稻耐铝毒基因OsAlLR4,其特征在于,所述基因的核苷酸序列如SEQ IDNO.1所示,所基因表达的蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。

2.一种包含权利要求1所述的调控水稻耐铝毒基因OsAlLR4的重组表达载体、或所述重组表达载体的工程菌或宿主细胞。

3.根据权利要求2所述的调控水稻耐铝毒基因OsAlLR4的重组表达载体,其特征在于,所述重组表达载体包括所述调控水稻耐铝毒基因OsAlLR4,还包括所述调控水稻耐铝毒基因OsAlLR4的质粒。

4.根据权利要求3所述的调控水稻耐铝毒基因OsAlLR4的重组表达载体,其特征在于,所述质粒包括pRGEB32载体。

5.权利要求1所述调控水稻耐铝毒基因OsAlLR4或权利要求2所述重组载体、工程菌或宿主细胞在提高植物耐铝能力中的应用。

6.根据权利要求5所述的应用,其特征在于,所述植物包括水稻。

7.根据权利要求5所述的应用,其特征在于,用于水稻耐铝育种。

8.根据权利要求7所述的应用,其特征在于,使水稻转化入如权利要求1所述调控水稻耐铝毒基因OsAlLR4或包含如权利要求1所述基因表达的蛋白。

9.根据权利要求8所述的应用,其特征在于,通过转基因或分子标记辅助育种方法来提高水稻的耐铝能力。

10.一种培育耐铝毒水稻的方法,其特征在于,将含有权利要求1所述调控水稻耐铝毒基因OsAlLR4在水稻中过表达,获得耐铝性增强的转基因水稻。

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【技术特征摘要】

1.一种调控水稻耐铝毒基因osallr4,其特征在于,所述基因的核苷酸序列如seq idno.1所示,所基因表达的蛋白的氨基酸序列如seq id no.2所示。

2.一种包含权利要求1所述的调控水稻耐铝毒基因osallr4的重组表达载体、或所述重组表达载体的工程菌或宿主细胞。

3.根据权利要求2所述的调控水稻耐铝毒基因osallr4的重组表达载体,其特征在于,所述重组表达载体包括所述调控水稻耐铝毒基因osallr4,还包括所述调控水稻耐铝毒基因osallr4的质粒。

4.根据权利要求3所述的调控水稻耐铝毒基因osallr4的重组表达载体,其特征在于,所述质粒包括prgeb32载体。

5.权利要求1所述调控水...

【专利技术属性】
技术研发人员:江琳琳冯晶姜思旭苏畅王镜博赵明辉
申请(专利权)人:沈阳农业大学
类型:发明
国别省市:

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