[發明專利]一種水稻類鈣調磷酸酶B蛋白互作蛋白激酶及其在育種中的應用

有效

• 申請號: 202111149852.3
• 申請日: 2021-09-29
• 公開（公告）號: CN113862236B
• 公開（公告）日: 2023-09-19
• 發明（設計）人: 曹云英;魯帥;高聰;許錦彪;陳沫先;呂建穎;周蓉;汪保華;李軼;符朝珍
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: C12N9/12
• 分類號: C12N9/12;C12N15/54;C12N15/82;A01H5/04;A01H5/06;A01H5/00;A01H6/46
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本發明涉及農業育種技術領域，具體涉及一種水稻類鈣調磷酸酶B蛋白互作蛋白激酶及其在育種中的應用，水稻類鈣調磷酸酶B蛋白互作蛋白激酶為CIPK17；CIPK17的過表達植株CIPK17?OE2和CIPK17?OE3在正常生長條件下表現為抑制植物的幼苗生長表型，CIPK17突變體CRISPR?CIPK17?41和CRISPR?CIPK17?44均表現與親本表型相似，即幼苗生長正常，與野生型無異。CIPK17的材料在3μM甲基紫晶MV處理下，過表達植株CIPK17?OE3和CIPK17?OE9的幼苗生長表型明顯好于親本，CIPK17突變體CRISPR?CIPK17?41和CRISPR?CIPK17?44則與親本表型相似。本發明通過實驗證明CIPK17過表達株系和突變體，分別具有抗除草劑，幼苗生長好于親本表型/正常表型及正常生長條件下，抑制幼苗生長的表型/正常表型，通過對水稻CIPK17進行轉基因研究分析，篩選出需要的水稻種子進行培育，選種準確，節省時間。

技術領域

本發明涉及農業育種技術領域，具體涉及一種水稻類鈣調磷酸酶B蛋白互作蛋白激酶及其在育種中的應用。

背景技術

水稻是一種禾本科自花授粉植物。一年可生產一代甚至兩代、籽粒多、生活力強。水稻秈粳亞型的基因組序列已公布，功能基因占總基因組的比例較高，目前還有許多基因的功能還未可知，因此克隆水稻相關基因，研究其功能就顯得尤為必要。

水稻基因功能的研究可以通過正向遺傳學來進行，它首先分析突變體表型，再到其基因的功能，涉及的材料主要有兩大類：即某種缺陷的突變體和將該基因再導入后形成的過表達植株。例如，如果要研究與植物生物脅迫過程有關的基因調控機理，可以先用化學、物理或生物的方法將野生型水稻誘變，然后在生物脅迫條件下進行突變體的篩選。如果在誘變群體后代中出現了對該生物脅迫反應不同于野生型的個體(例如比野生型生長情況表現更好、更差等)，這種個體就是突變體，它對生物脅迫的反應不同可能就是因為突變體中某一個基因遭到破壞后所造成，而這個基因必定與生物脅迫有關。在得到了這樣的一個突變體之后，可以對其中的突變基因進行定位和克隆。在獲得了基因序列后，可以更深入了解它的功能，并分析它是以何種形式影響了生物脅迫以及與其它基因的相關關系。

由于水稻在遺傳操作上具有優勢，它被廣泛應用于植物生命活動過程的研究，已取得了一系列重要發現；但對于水稻類鈣調磷酸酶B蛋白互作蛋白激酶CIPK的研究以及其對生物脅迫的響應及應用于水稻的培育中還有待進一步研究，旨為育種工作提供理論依據。

發明內容

針對以上問題，本發明提供了一種水稻類鈣調磷酸酶B蛋白互作蛋白激酶及其在育種中的應用，以解決上述背景技術中提出的問題。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種水稻類鈣調磷酸酶B蛋白互作蛋白激酶，所述水稻類鈣調磷酸酶B蛋白互作蛋白激酶為水稻類鈣調磷酸酶B蛋白互作蛋白激酶17，即CIPK17。

優選地，所述CIPK17構建該基因的過表達載體(PWM101-CIPK17)，獲得過表達株系，通過熒光定量PCR對其表達進行驗證，發現9個過表達株系均顯著高于野生型。

優選地，通過CRISPR-Cas9構建敲除CIPK17基因特定序列的株系，通過克隆測序的方法對其進行鑒定，發現突變體缺失或插入部分堿基。

優選地，所述CIPK17的過表達植株CIPK17-OE2和CIPK17-OE3在正常生長條件下，幼苗生長比親本更差的表型，即株高明顯變矮，根長變短，地上部分、根系和整株的鮮重、干重和含水量均明顯下降，根鮮重、根含水量不顯著除外，CIPK17的突變體CRISPR?CIPK17-41和CRISPR?CIPK17-44與野生型表型相似。

優選地，所述CIPK17的材料在3μM甲基紫晶MV處理下，過表達植株CIPK17-OE3和CIPK17-OE9的幼苗生長表型表現為株高及葉綠素含量高于親本，而CIPK17突變體CRISPRK17-41和CRISPR?K17-44則與親本表型相似。