[發(fā)明專利]水稻OsRPS6A基因或OsRPS6B基因在提高水稻抗旱性中的應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110208742.3
• 申請(qǐng)日: 2021-02-24
• 公開（公告）號(hào): CN112831518B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 都浩;葛潔瑜;劉佳琦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): C12N15/82
• 分類號(hào): C12N15/82;C12N15/29;C12N15/55;A01H5/00;A01H5/10;A01H6/46
• 代理公司: 杭州天勤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224
• 代理人: 韓聰

本發(fā)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(yīng)用，屬于生物技術(shù)領(lǐng)域。所述應(yīng)用包括：利用CRISPR/CAS9技術(shù)降低水稻OsRPS6A基因或OsRPS6B基因編碼蛋白的表達(dá)或活性，進(jìn)而獲得抗干旱性能增強(qiáng)的水稻突變體。本發(fā)明通過利用CRISPR/Cas9系統(tǒng)構(gòu)建水稻OsRPS6A基因及其同源的OsRPS6B基因靶位點(diǎn)特異性敲除的植物重組表達(dá)載體，利用轉(zhuǎn)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(fā)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(nóng)業(yè)開發(fā)方面具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物技術(shù)領(lǐng)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(yīng)用。

背景技術(shù)

水稻生產(chǎn)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(wěn)產(chǎn)的重要因素，干旱脅迫影響水稻的生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)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(zhì)合成的細(xì)胞器，由一個(gè)小的40S亞單位和一個(gè)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(gè)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(duì)于擬南芥RPS6的研究較為深入。擬南芥基因組含有兩個(gè)RPS6成員，分別為AtRPS6A和AtRPS6B，其編碼的氨基酸序列與哺乳動(dòng)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(xiàn)出組織器官較小的表型，表明植物RPS6對(duì)于細(xì)胞增值有重要作用(Creff et al.,2010)。最近研究發(fā)現(xiàn)擬南芥RPS6參與植株光形態(tài)建成過程中，感光后蛋白的翻譯調(diào)控，證明擬南芥RPS6參與植物細(xì)胞中蛋白的翻譯(Chen et al.,2018)。

在動(dòng)物中對(duì)RPS6的諸多研究表明，RPS6在生長(zhǎng)和發(fā)育過程中具有重要的調(diào)控作用。RPS6已被證明通過其磷酸化直接參與控制細(xì)胞大小(Ruvinsky et al.,2005)。而且RPS6磷酸化位點(diǎn)突變后，細(xì)胞大小不會(huì)進(jìn)一步受到雷帕霉素的影響，說(shuō)明RPS6的磷酸化是mTOR調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)的關(guān)鍵效應(yīng)物，其缺失相當(dāng)于mTOR被抑制。小鼠RPS6磷酸化位點(diǎn)突變的MEFs(mouse embryonic fibroblasts)細(xì)胞蛋白質(zhì)合成和分裂速度較野生型加快，該結(jié)果解釋了RPS6磷酸化位點(diǎn)突變后MEFs細(xì)胞尺寸較小而小鼠出生體重正常的矛盾結(jié)果(Ruvinsky et al.,2005)。

相對(duì)于模式動(dòng)物中對(duì)RPS6蛋白的廣泛研究，對(duì)水稻中RPS6基因在水稻中的表達(dá)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(zhǎng)發(fā)育的分子機(jī)制具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

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

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明在NCBI基因組數(shù)據(jù)庫(kù)中使用序列比對(duì)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(gè)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(jìn)而利用基因編輯技術(shù)，對(duì)水稻OsRPS6A基因及其同源的OsRPS6B基因進(jìn)行編輯，研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)OsRPS6A基因和OsRPS6B基因進(jìn)行編輯獲得的功能缺陷型突變的純合株系，表現(xiàn)出可以提高水稻在干旱脅迫下的單株產(chǎn)量，表明對(duì)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(yīng)用價(jià)值。

本發(fā)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(yīng)用。