[發明專利]一種通過下調eIF4G基因和eIFiso4G1基因提高植物對干旱耐受性的方法

有效

• 申請號: 201910355244.4
• 申請日: 2019-04-29
• 公開（公告）號: CN110117610B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 張大鵬;畢超;馬宇
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C12N15/82
• 分類號: C12N15/82;C12N15/29;A01H5/00;A01H6/20
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 何葉喧

本發明公開了一種通過下調eIF4G基因和eIFiso4G1基因提高植物對干旱耐受性的方法。本發明要求保護用于抑制植物中特定基因甲表達物質和用于抑制植物中特定基因乙表達物質的應用：調控植物的抗旱性；選育抗旱性提高的植物品種。所述特定基因甲為編碼eIF4G蛋白的基因。所述特定基因乙為編碼eIFiso4G1蛋白的基因。本發明的發明人發現，敲除eIF4G基因和eIFiso4G1基因可以使植物對干旱的耐受性顯著增強。本發明符合可持續農業發展需求，對于研究植物耐旱分子機制、改良遺傳特性，提高作物對自然氣候災害和不良土壤環境的抗逆性，培育高效耐旱新品種等方面具有重要的實用價值和市場前景。

技術領域

本發明屬于生物技術領域，具體涉及一種通過下調eIF4G基因和eIFiso4G1基因提高植物對干旱耐受性的方法。

背景技術

陸生植物在整個生長發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和作物產量。有關植物抗逆性的研究一直是植物學領域研究的熱點。傳統的育種技術培育和改良耐脅迫性狀難度相對較大，不能很好的得到優良的抗旱品種。而隨著分子生物學技術的發展，以及對植物抗逆分子機制的深入研究，植物抗逆基因工程取得了重大進展。采用轉基因等基因工程手段向植物導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控網絡以及培養出更多優良抗旱品種具有非常廣闊的應用前景和十分重要的農業生產意義。

植物對逆境的適應過程涉及到多種信號傳導途徑，植物激素可能作為啟動抗逆基因表達的關鍵因素。脫落酸(abscisic acid，ABA)作為最重要的植物激素之一，廣泛地參與了調控植物生長發育的各個階段，包括種子萌發、幼苗生長、氣孔運動、以及由營養生長向生殖生長轉換等多個方面。同時，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揮著非常重要的作用。植物細胞中的ABA信號轉導過程始于受體對ABA信號的感知，進而通過極其復雜的ABA信號轉導網絡通過級聯反應向下傳遞，最終誘發植物對ABA的應答響應，從而幫助植物抵抗各種逆境脅迫。最近幾十年來，各個科研獨立小組利用各種遺傳學、生物化學以及化學遺傳等實驗方法鑒定出許多參與ABA信號轉導的重要調節因子，進而加深了人們對復雜的ABA信號轉導途徑的理解。

隨著ABA信號傳導研究的深入及應用的拓展，如何利用發現的ABA信號通路中的正負調節子來改變農作物對干旱脅迫的耐受性，如何培育高效抗旱新品種來提高農作物的產量成為研究前沿。

發明內容

本發明的目的是提供一種通過下調eIF4G基因和eIFiso4G1基因提高植物對干旱耐受性的方法。

本發明要求保護用于抑制植物中特定基因甲表達物質和用于抑制植物中特定基因乙表達的物質的應用，為如下(c1)或(c2)：

(c1)調控植物的抗旱性；

(c2)選育抗旱性提高的植物品種；

所述特定基因甲為編碼eIF4G蛋白的基因；

所述特定基因乙為編碼eIFiso4G1蛋白的基因。

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

所述調控植物抗旱性具體體現為：eIF4G蛋白和eIFiso4G1蛋白的表達量同時降低，表達量越低，則所述植物的抗旱性越強。

選育植物品種時，可先抑制受體植物中特定基因甲和特定基因乙的表達從而得到轉基因植物，然后將轉基因植物作為親本進行自交或者與其它品種的植物雜交。