[發明專利]水稻OsRPS6A基因或OsRPS6B基因在提高水稻抗旱性中的應用

有效

• 申請號: 202110208742.3
• 申請日: 2021-02-24
• 公開（公告）號: CN112831518B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 都浩;葛潔瑜;劉佳琦
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C12N15/82
• 分類號: C12N15/82;C12N15/29;C12N15/55;A01H5/00;A01H5/10;A01H6/46
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 韓聰

本發明公開了水稻OsRPS6A基因及其同源的OsRPS6B基因在提高水稻抗旱性中的應用，屬于生物技術領域。所述應用包括：利用CRISPR/CAS9技術降低水稻OsRPS6A基因或OsRPS6B基因編碼蛋白的表達或活性，進而獲得抗干旱性能增強的水稻突變體。本發明通過利用CRISPR/Cas9系統構建水稻OsRPS6A基因及其同源的OsRPS6B基因靶位點特異性敲除的植物重組表達載體，利用轉基因獲得OsRPS6A基因或OsRPS6B基因功能缺陷型突變的純合突變體植株，本發明提供了水稻OsRPS6A基因或OsRPS6B基因突變體植株在水稻抗旱性研究的新方向，在農業開發方面具有潛在的應用價值。

技術領域

本發明涉及生物技術領域，具體涉及水稻OsRPS6A基因或OsRPS6B基因在提高水稻抗旱性中的應用。

背景技術

水稻生產高度依賴于水資源，伴隨著全球氣候的劇烈變化，水資源短缺日益成為影響水稻穩產的重要因素，干旱脅迫影響水稻的生長發育和產量。因此，通過挖掘水稻中抗干旱的基因資源，通過基因編輯手段改良水稻的抗干旱能力是解決水稻抗旱的重要手段。

核糖體是催化蛋白質合成的細胞器，由一個小的40S亞單位和一個大的60S亞單位組成。RPS6(ribosomal protein S6)屬于核糖體蛋白家族，它在水稻、擬南芥、人類、酵母中非常保守。植物基因組中具有兩個RPS6基因，即RPS6A和RPS6B。RPS6A和RPS6B在蛋白序列上高度同源(Creff et al.,2010)。

在植物中，對于擬南芥RPS6的研究較為深入。擬南芥基因組含有兩個RPS6成員，分別為AtRPS6A和AtRPS6B，其編碼的氨基酸序列與哺乳動物高度同源。研究表明，擬南芥RPS6單基因缺失突變體植株表現出組織器官較小的表型，表明植物RPS6對于細胞增值有重要作用(Creff et al.,2010)。最近研究發現擬南芥RPS6參與植株光形態建成過程中，感光后蛋白的翻譯調控，證明擬南芥RPS6參與植物細胞中蛋白的翻譯(Chen et al.,2018)。

在動物中對RPS6的諸多研究表明，RPS6在生長和發育過程中具有重要的調控作用。RPS6已被證明通過其磷酸化直接參與控制細胞大小(Ruvinsky et al.,2005)。而且RPS6磷酸化位點突變后，細胞大小不會進一步受到雷帕霉素的影響，說明RPS6的磷酸化是mTOR調節細胞生長的關鍵效應物，其缺失相當于mTOR被抑制。小鼠RPS6磷酸化位點突變的MEFs(mouse embryonic fibroblasts)細胞蛋白質合成和分裂速度較野生型加快，該結果解釋了RPS6磷酸化位點突變后MEFs細胞尺寸較小而小鼠出生體重正常的矛盾結果(Ruvinsky et al.,2005)。

相對于模式動物中對RPS6蛋白的廣泛研究，對水稻中RPS6基因在水稻中的表達模式和功能了解非常少，因此深入研究水稻RPS6基因在水稻生長發育的分子機制具有重要意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種可調控水稻抗干旱性能的基因，通過基因改造達到提高水稻抗旱性的目的。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

本發明在NCBI基因組數據庫中使用序列比對分析，以擬南芥RPS6A基因序列尋找該基因在水稻中的同源基因，找到水稻基因組中存在兩個同源基因，分別命名為OsRPS6A和OsRPS6B，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1、SEQ ID NO.3所示。進而利用基因編輯技術，對水稻OsRPS6A基因及其同源的OsRPS6B基因進行編輯，研究發現，對OsRPS6A基因和OsRPS6B基因進行編輯獲得的功能缺陷型突變的純合株系，表現出可以提高水稻在干旱脅迫下的單株產量，表明對OsRPS6A基因或OsRPS6B基因的重新編輯在改良水稻抗旱性方面具有一定應用價值。

本發明提供了核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示的水稻OsRPS6A基因在提高水稻抗旱性中的應用。