[發(fā)明專利]胚乳特異性下調OsMADS7基因的表達提高稻米直鏈淀粉含量對高溫的耐受性的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610196344.3
• 申請日: 2016-03-31
• 公開（公告）號: CN105755039B
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發(fā)明（設計）人: 張華;朱英;馮孟杰;徐恒
• 申請（專利權）人: 浙江省農業(yè)科學院
• 主分類號: C12N15/84
• 分類號: C12N15/84;A01H5/00;A01H6/46
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 陳繼亮

本發(fā)明公開了一種胚乳特異性下調OsMADS7基因的表達提高稻米直鏈淀粉含量對高溫的耐受性的方法，從水稻基因組中克隆OsMADS7基因的特異性干擾片段，利用水稻谷蛋白基因的啟動子構建胚乳特異性干擾載體，通過根癌農桿菌介導方法，將干擾載體轉入水稻基因組中，并對轉基因植株進行基因表達鑒定和表型分析。本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明成功獲得了一個高溫響應的轉錄因子OsMADS7，野生型水稻品種中該基因的表達可以受高溫誘導，通過胚乳特異性干擾OsMADS7的表達，我們發(fā)現轉基因水稻株系的直鏈淀粉含量對高溫具有更強的耐受性，且不影響水稻的其它重要農藝性狀，從而為人們有效維持高溫下稻米的品質提供了一定的有效途徑，填補相關領域的技術空白。

技術領域

本發(fā)明屬于植物基因工程領域，具體的說是一種胚乳特異性下調OsMADS7基因的表達提高稻米直鏈淀粉含量對高溫的耐受性的方法。

背景技術

生產實踐和研究結果表明水稻灌漿期遇到環(huán)境高溫，稻米的產量和品質均會受到嚴重影響。高溫敏感品種，尤其是一些品質優(yōu)良的粳稻品種，在高溫的影響下稻米直鏈淀粉含量會發(fā)生明顯下降，同時還會伴隨堊白率的明顯上升，這不僅導致稻米品質明顯變差，而且稻米的出精率也會出現顯著下降，從而降低水稻產量。鑒定與高溫影響稻米品質相關的功能基因，利用基因工程技術改變目標基因的表達模式，可以快速提高現有優(yōu)質品種稻米品質對高溫的耐受性。提高稻米品質對高溫的耐受性不僅可以降低已有種植區(qū)域內高溫對稻米品質的破壞作用，而且可以推動北方優(yōu)質粳稻品種向南擴散，從而為擴大我國優(yōu)質大米的生產提供可能。

高溫對稻米品質的影響機制尚不明確。α-amylase基因是一類淀粉水解酶，芯片和定量表達分析結果表明田間和試驗環(huán)境下Amy1A、Amy3D和Amy3E等淀粉水解酶基因表達均明顯受高溫誘導(Yamakawa等2007)。利用轉基因技術，人們發(fā)現下調α-amylase基因的表達可大大減少高溫下稻米的堊白度(Hakata等2012)，由此表明利用轉基因技術對個別重要基因的表達進行調控確實可以提高稻米堊白度對環(huán)境高溫的耐受性。

淀粉合成基因GBSSI是控制稻米直鏈淀粉含量的重要基因。研究結果表明水稻灌漿結實期受高溫脅迫后，GBSSI基因的表達會出現明顯的抑制(Jiang等2003；Yamakawa等2007；鐘連進等2012)，因此高溫下GBSSI基因的表達下調可能是稻米直鏈淀粉含量下降的主要原因。利用組成性強啟動子過表達GBSSI基因后，稻米的直鏈淀粉含量會發(fā)生劇烈的升高(>30％，Itoh等2003)；而GBSSI基因的表達缺失則造成稻米直鏈淀粉含量的急劇下降(<5％,Hori等2007)。由于優(yōu)質稻米要求適中的直鏈淀粉含量(17～25％)，因此到目前為止人們尚未找到有效降低高溫影響稻米直鏈淀粉含量的基因或方法。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于克服現有技術存在的不足，而提供一種胚乳特異性下調OsMADS7基因的表達提高稻米直鏈淀粉含量對高溫的耐受性的方法，本發(fā)明涉及利用轉基因技術對高溫響應的轉錄因子基因OsMADS7(LOC_Os08g41950)進行胚乳特異性干擾后，灌漿期稻米直鏈淀粉含量對高溫的耐受性明顯增強。

本發(fā)明要解決的問題是鑒定一個水稻中與高溫影響稻米直鏈淀粉含量相關的功能基因OsMADS7，通過轉基因技術特異性地抑制OsMADS7在水稻胚乳中的表達，從而有效降低高溫對稻米直鏈淀粉含量的破壞作用。

本發(fā)明的目的是通過如下技術方案來完成的。這種胚乳特異性下調OsMADS7基因的表達提高稻米直鏈淀粉含量對高溫的耐受性的方法，從水稻基因組中克隆OsMADS7基因的特異性干擾片段，利用水稻谷蛋白基因的啟動子構建胚乳特異性干擾載體，通過根癌農桿菌介導方法，將干擾載體轉入水稻基因組中，并對轉基因植株進行基因表達鑒定和表型分析。

本發(fā)明包括以下步驟：

(1)根據OsMADS7基因的序列設計引物，擴增該基因的特異性干擾片段；