[發(fā)明專利]eIFiso4G1蛋白在調(diào)控植物抗旱性中的應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910354736.1
• 申請(qǐng)日: 2019-04-29
• 公開（公告）號(hào): CN110079548B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張大鵬;畢超;馬宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): C12N15/82
• 分類號(hào): C12N15/82;C12N15/29;A01H5/00;A01H6/20
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 何葉喧

本發(fā)明公開了eIFiso4G1蛋白在調(diào)控植物抗旱性中的應(yīng)用。本發(fā)明要求保護(hù)用于抑制植物中特定基因表達(dá)的物質(zhì)的應(yīng)用：調(diào)控植物的抗旱性；選育抗旱性提高的植物品種。本發(fā)明還保護(hù)一種制備轉(zhuǎn)基因植物的方法，包括如下步驟：抑制受體植物中特定基因表達(dá)，得到轉(zhuǎn)基因植物；與所述受體植物相比，所述轉(zhuǎn)基因植物的抗旱性提高。所述特定基因?yàn)榫幋aeIFiso4G1蛋白的基因。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，敲除eIFiso4G1基因可以使植物對(duì)干旱的耐受性顯著增強(qiáng)。本發(fā)明符合可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展需求，對(duì)于研究植物耐旱分子機(jī)制、改良遺傳特性，提高作物對(duì)自然氣候?yàn)?zāi)害和不良土壤環(huán)境的抗逆性，培育高效耐旱新品種等方面具有重要的實(shí)用價(jià)值和市場(chǎng)前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及eIFiso4G1蛋白在調(diào)控植物抗旱性中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

陸生植物在整個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育階段都有可能受到外界多種逆境脅迫的影響，其中干早、鹽堿、低溫、高溫等非生物脅迫以及病蟲害等生物脅迫顯著影響植物生長(zhǎng)和作物產(chǎn)量。有關(guān)植物抗逆性的研究一直是植物學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。傳統(tǒng)的育種技術(shù)培育和改良耐脅迫性狀難度相對(duì)較大，不能很好的得到優(yōu)良的抗旱品種。而隨著分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展，以及對(duì)植物抗逆分子機(jī)制的深入研究，植物抗逆基因工程取得了重大進(jìn)展。采用轉(zhuǎn)基因等基因工程手段向植物導(dǎo)入抗逆性外源基因已成為改良植物抗逆性的新途徑之一。研究植物抗逆分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)以及培養(yǎng)出更多優(yōu)良抗旱品種具有非常廣闊的應(yīng)用前景和十分重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)意義。

植物對(duì)逆境的適應(yīng)過程涉及到多種信號(hào)傳導(dǎo)途徑，植物激素可能作為啟動(dòng)抗逆基因表達(dá)的關(guān)鍵因素。脫落酸(abscisic acid，ABA)作為最重要的植物激素之一，廣泛地參與了調(diào)控植物生長(zhǎng)發(fā)育的各個(gè)階段，包括種子萌發(fā)、幼苗生長(zhǎng)、氣孔運(yùn)動(dòng)、以及由營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)向生殖生長(zhǎng)轉(zhuǎn)換等多個(gè)方面。同時(shí)，ABA在植物抵抗外界各種逆境脅迫過程中起著重要作用，尤其是在鹽、干旱、低溫以及滲透脅迫等過程中發(fā)揮著非常重要的作用。植物細(xì)胞中的ABA信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程始于受體對(duì)ABA信號(hào)的感知，進(jìn)而通過極其復(fù)雜的ABA信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)通過級(jí)聯(lián)反應(yīng)向下傳遞，最終誘發(fā)植物對(duì)ABA的應(yīng)答響應(yīng)，從而幫助植物抵抗各種逆境脅迫。最近幾十年來，各個(gè)科研獨(dú)立小組利用各種遺傳學(xué)、生物化學(xué)以及化學(xué)遺傳等實(shí)驗(yàn)方法鑒定出許多參與ABA信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的重要調(diào)節(jié)因子，進(jìn)而加深了人們對(duì)復(fù)雜的ABA信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的理解。

隨著ABA信號(hào)傳導(dǎo)研究的深入及應(yīng)用的拓展，如何利用發(fā)現(xiàn)的ABA信號(hào)通路中的正負(fù)調(diào)節(jié)子來改變農(nóng)作物對(duì)干旱脅迫的耐受性，如何培育高效抗旱新品種來提高農(nóng)作物的產(chǎn)量成為研究前沿。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供eIFiso4G1蛋白在調(diào)控植物抗旱性中的應(yīng)用。

本發(fā)明要求保護(hù)用于抑制植物中特定基因表達(dá)的物質(zhì)的應(yīng)用，為如下(c1)或(c2)：

(c1)調(diào)控植物的抗旱性；

(c2)選育抗旱性提高的植物品種；

所述特定基因?yàn)榫幋aeIFiso4G1蛋白的基因。

抑制植物中特定基因表達(dá)的物質(zhì)可為：通過RNAi抑制特定基因表達(dá)的物質(zhì)、通過敲除特定基因的部分抑制特定基因表達(dá)的物質(zhì)、通過敲除特定基因的全部抑制特定基因表達(dá)的物質(zhì)、通過取代特定基因中的部分區(qū)段抑制特定基因表達(dá)的物質(zhì)、通過插入若干核苷酸抑制特定基因表達(dá)的物質(zhì)、通過基因編輯抑制特定基因表達(dá)的物質(zhì)等。

所述調(diào)控植物抗旱性具體體現(xiàn)為：eIFiso4G1蛋白的表達(dá)量越低，則所述植物的抗旱性越強(qiáng)。

選育植物品種時(shí)，可先抑制受體植物中特定基因表達(dá)從而得到轉(zhuǎn)基因植物，然后將轉(zhuǎn)基因植物作為親本進(jìn)行自交或者與其它品種的植物雜交。

本發(fā)明還保護(hù)eIFiso4G1蛋白的應(yīng)用，為如下(d1)或(d2)：

(d1)調(diào)控植物的抗旱性；

(d2)選育抗旱性降低的植物品種。