[發明專利]一種提高植物穗萌抗性的真核重組質粒及其應用

無效

• 申請號: 200910059812.2
• 申請日: 2009-06-29
• 公開（公告）號: CN101597611A
• 公開（公告）日: 2009-12-09
• 發明（設計）人: 劉永勝;高永峰;范晶;余旭;張鵬;牛向麗;劉繼愷;劉永生
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C12N15/82
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司
• 代理人: 黃幼陵

技術領域

本發明屬于植物基因工程領域，特別涉及一種提高植物穗萌抗性的基因、重組質粒及其在改良植物對遇到陰雨潮濕環境時抗穗萌方面的應用。

背景技術

種子胎萌，在禾本科植物中被稱為穗發芽或穗萌或早萌，是種子在收獲前遇到陰雨潮濕環境時在田間母體植株上就發芽的現象。這種現象在水稻、小麥、玉米、大麥、高粱、油菜等作物中非常普遍。穗萌能夠引起作物種子內部發生一系列的生化反應，如提高種子體內碳水化合物降解酶和蛋白水解酶等的活性，降解胚和胚乳中的貯藏物質，從而導致種子育性變弱，種子產量和加工品質下降。給農作物生產造成很大的影響和經濟損失。

為了控制種子早萌的危害，人們采取了許多措施，包括加強對作物收獲前和收獲后的管理，以及利用育種的方法培育抗穗萌新品種。對于水稻，目前在生產應用中最為廣泛采用的方法是使用穗萌抑制劑，如多效唑、脫落酸和馬來酸肼等來抑制穗萌，該措施雖然會使穗發芽在一定的程度上得到抑制，但要求抑制劑的使用濃度較高，且抑制劑在種子中殘留的時間較長。因此，無論從經濟效益角度還是從無毒安全角度來看，這些方法均不值得推廣。同時，利用傳統育種方法培育新的穗萌抗性植物的品種周期長，一般需要5-8年，并且見效慢。

發明內容

本發明的目的是提供一種提高植物穗萌抗性的基因、真核重組質粒，所述基因的過量表達可明顯增強轉基因植物對植物激素脫落酸(ABA)的敏感性，從而促進種子成熟和誘導種子休眠，提高植物種子在收獲前陰雨潮濕環境中的穗萌抗性，以此來提高植物特別是農作物的產量和品質。

本發明的技術方案如下：

本發明所述提高植物穗萌抗性的基因，命名為PHSR(pre-harvesting?sproutingresistance)，其核苷酸序列如序列表中SEQ?ID?NO：1所述，所表達的多肽的氨基酸序列如序列表中SEQ?ID?NO：2所述。該基因的克隆：根據GenBank中番茄cDNA序列(登錄號：AY911399)，利用引物設計軟件Primer?Premier?5.0設計了2對巢式PCR特異引物，從番茄成熟種子中提取總RNA，利用反轉錄PCR(RT-PCR)技術從番茄中分離到PHSR的編碼序列，如序列表中SEQ?ID?NO：1所示。

本發明所述真核重組質粒，是將SEQ?ID?NO：1所述的核苷酸序列插入到真核表達載體中獲得，所述真核表達載體為pHB、pMON1772、pBE12、pBC7、pBI121中的一種。

將上述真核重組質粒轉化水稻和番茄，獲得轉基因植株。實驗表明：實驗中各取若干粒水稻和番茄的來自于獨立轉基因植株的T2代種子和野生型植株的成熟種子，放置于帶有雙層濾紙的培養皿中，浸泡在蒸餾水中，每隔24h用肉眼統計發芽和未發芽的水稻種子的數量。發現在萌發的前期，轉基因水稻和轉基因番茄的發芽速率要遠遠低于野生型的水稻和野生型的番茄的發芽速率。但是到萌發的后期發現轉基因種子的發芽勢較前期出現大幅度上升，到最后轉基因植株種子與野生型種子一樣，全部發芽。由此可見，PHSR基因能夠抑制水稻種子和番茄種子的發芽勢、降低發芽速度。因此，本發明所述的基因可在植物穗萌抗性的改良中應用。

本發明具有以下有益效果：

1、本發明為培育穗萌抗性的植物提供了一種新的重組質粒，有利于糧食作物增產增收。

2、本發明所述的基因為植物本身自有的基因，所以轉基因植物的安全性高。

3、本發明較常規育種培育穗萌抗性的植物新品種的周期縮短4-6年，大大節省人力和物力，同時又能很好的解決農作物的穗萌危害。

4、本發明所述基因的克隆和植物轉基因均為常規方法，所需材料易于獲取。

附圖說明

圖1是用于在水稻中表達的真核重組質粒(pHB-PHSR)示意圖。

圖2是用于在番茄中表達的真核重組質粒(pBI121-PHSR)示意圖.

圖3是轉基因水稻植株中轉基因抗性篩選標記潮霉素抗性基因(HPT)PCR擴增結果圖，圖中，1-15泳道：PCR模板為候選的轉基因水稻植株DNA；16泳道：陽性對照，PCR模板為用于在水稻中表達的真核重組質粒pHB-PHSR。

圖4是轉基因水稻植株中PHSR基因PCR擴增結果圖，圖中，1-9泳道：PCR模板為轉基因水稻陽性植株DNA；10泳道：陰性對照，PCR模板為野生型水稻DNA；11泳道：陽性對照，PCR模板為真核重組質粒pHB-PHSR；M泳道：分子量標記DL1500(購自大連寶生物工程公司)。