CN117986331A - Drw1蛋白或调控其表达的物质在调控水稻耐盐性状中的应用 - Google Patents

Drw1蛋白或调控其表达的物质在调控水稻耐盐性状中的应用 Download PDF

Info

Publication number
CN117986331A
CN117986331A CN202211368179.7A CN202211368179A CN117986331A CN 117986331 A CN117986331 A CN 117986331A CN 202211368179 A CN202211368179 A CN 202211368179A CN 117986331 A CN117986331 A CN 117986331A
Authority
CN
China
Prior art keywords
protein
plant
drw1
substance
expression
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202211368179.7A
Other languages
English (en)
Inventor
杨立文
谷晓峰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Biotechnology Research Institute of CAAS
Original Assignee
Biotechnology Research Institute of CAAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Biotechnology Research Institute of CAAS filed Critical Biotechnology Research Institute of CAAS
Priority to CN202211368179.7A priority Critical patent/CN117986331A/zh
Publication of CN117986331A publication Critical patent/CN117986331A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/415Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from plants
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/82Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • C12N15/8201Methods for introducing genetic material into plant cells, e.g. DNA, RNA, stable or transient incorporation, tissue culture methods adapted for transformation
    • C12N15/8202Methods for introducing genetic material into plant cells, e.g. DNA, RNA, stable or transient incorporation, tissue culture methods adapted for transformation by biological means, e.g. cell mediated or natural vector
    • C12N15/8205Agrobacterium mediated transformation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/82Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • C12N15/8241Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology
    • C12N15/8261Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield
    • C12N15/8271Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield for stress resistance, e.g. heavy metal resistance
    • C12N15/8273Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield for stress resistance, e.g. heavy metal resistance for drought, cold, salt resistance

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)

Abstract

本发明公开了DRW1蛋白或调控其表达的物质在调控水稻耐盐性状中的应用。本发明属于生物技术领域,具体涉及DRW1蛋白或调控其表达的物质在调控水稻耐盐性状中的应用。本发明的DRW1蛋白可以应用在调控植物耐盐性,制备调控植物耐盐性的产品以及培育耐盐性植物的育种等方面。水稻DRW1蛋白具有正向调控水稻耐盐性的功能,通过在水稻中过表达DRW1基因的编码序列能够显著提高水稻的耐盐性状,因此在农业领域具有广阔的应用空间和市场前景。

Description

DRW1蛋白或调控其表达的物质在调控水稻耐盐性状中的应用
技术领域
本发明属于生物技术领域,具体涉及一种DRW1蛋白或调控其表达的物质在调控水稻耐盐性状中的应用。
背景技术
水稻(Oryza sativa)作为重要的粮食作物之一,为世界上超过半数的人口提供主粮。随着人口数量的不断增长,预计到2050年全球粮食产量要翻一番。同时,全球极端气候的变化使得水稻面临减产的威胁,土壤盐渍化也是限制水稻生产的重要因素,据统计我国土壤盐渍化总面积约占全国可耕地面积的1/4。由此可见,水稻生产正面临着种种不利环境的威胁,鉴定重要耐逆基因资源进而培育抗逆稳产的水稻新品种是解决问题的有效途径。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是如何提高植物的耐盐性。
为了解决现有技术存在的问题,本发明提供了蛋白质或调控基因的表达物质或调控所述蛋白质活性或含量的物质在调控植物耐盐性中的应用。
本发明所提供的应用为蛋白质或调控基因的表达物质或调控所述蛋白质活性或含量的物质在下述任一种中的应用:
1)蛋白质或调控基因的表达物质或调控所述蛋白质活性或含量的物质在调控植物耐盐性中的应用;
2)蛋白质或调控基因的表达物质或调控所述蛋白质活性或含量的物质在制备调控植物耐盐性的产品中的应用;
3)蛋白质或调控基因的表达物质或调控所述蛋白质活性或含量的物质在培育耐盐性状改变的植物中的应用;
4)蛋白质或调控基因的表达物质或调控所述蛋白质活性或含量的物质在制备培育耐盐性状改变的植物的产品中的应用;
5)蛋白质或调控基因的表达物质或调控所述蛋白质活性或含量的物质在植物育种中的应用;
所述蛋白质为如下任一所示蛋白质:
(a1)氨基酸序列为SEQ ID No.1的蛋白质,
(a2)将SEQ ID No.1所示的氨基酸序列经过氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的与a1)所示的蛋白质具有80%以上的同一性且具有调控植物耐盐功能的蛋白质,
(a3)在(a1)-(a2)中任一所限定的蛋白质的末端连接标签后得到的融合蛋白。
上述(a2)所述蛋白质的氨基酸序列可为SEQ ID No.1。
上述(a1)所述蛋白质的名称为DRW1。(a2)所述蛋白质为DRW1突变体。
为了使(a1)中的蛋白质便于纯化或检测,可在由序列表中SEQ ID No.1所示的氨基酸序列组成的蛋白质的氨基末端或羧基末端连接标签蛋白。
上述蛋白质可人工合成,也可先合成其编码基因,再进行生物表达得到。
上述蛋白质中,所述标签是指利用DNA体外重组技术,与目的蛋白一起融合表达的一种多肽或者蛋白,以便于目的蛋白的表达、检测、示踪和/或纯化。所述标签可为Flag标签、His标签、MBP标签、HA标签、myc标签、GST标签和/或SUMO标签等。
上述应用中所述的蛋白质来源于水稻(Oryza sativa)。
本文中,调控所述蛋白质活性和/或含量的物质可为调控基因表达的物质,所述基因编码所述蛋白质DRW1。
上文中,所述调控基因表达的物质可为进行如下6种调控中至少一种调控的物质:1)在所述基因转录水平上进行的调控;2)在所述基因转录后进行的调控(也就是对所述基因的初级转录物的剪接或加工进行的调控);3)对所述基因的RNA转运进行的调控(也就是对所述基因的mRNA由细胞核向细胞质转运进行的调控);4)对所述基因的翻译进行的调控;5)对所述基因的mRNA降解进行的调控;6)对所述基因的翻译后的调控(也就是对所述基因翻译的蛋白质的活性进行调控)。
上述应用中,所述调控基因表达的物质和调控所述蛋白质活性或含量的物质可为与所述蛋白质相关的生物材料,所述生物材料为下述B1)至B7)中的任一种:
B1)编码权利要求1中所述蛋白质的核酸分子;
B2)含有B1)所述核酸分子的表达盒;
B3)含有B1)所述核酸分子的重组载体、或含有B2)所述表达盒的重组载体;
B4)含有B1)所述核酸分子的重组微生物、或含有B2)所述表达盒的重组微生物、或含有B3)所述重组载体的重组微生物;
B5)含有B1)所述核酸分子的转基因植物细胞系、或含有B2)所述表达盒的转基因植物细胞系;
B6)含有B1)所述核酸分子的转基因植物组织、或含有B2)所述表达盒的转基因植物组织;
B7)含有B1)所述核酸分子的转基因植物器官、或含有B2)所述表达盒的转基因植物器官。
上述生物材料中,B1)所述核酸分子可为如下任一所示的DNA分子:
C1)核苷酸序列是SEQ ID NO.3的DNA分子;
C2)编码链的编码序列是SEQ ID No.2的cDNA分子或DNA分子;
C3)编码序列是序列表中SEQ ID NO.4的第9593至12967位的cDNA分子或DNA分子;
C4)与C1)、C2)或C3)限定的核苷酸序列具有90%或90%以上同一性,来源于水稻且编码权利要求1中所述蛋白质的DNA分子;
C5)在严格条件下与C1)、C2)或C3)限定的核苷酸序列杂交,且编码权利要求1中所述蛋白质的DNA分子。
本文所述核酸分子可以是DNA,如cDNA、基因组DNA或重组DNA;所述核酸分子也可以是RNA,如gRNA、mRNA、siRNA、shRNA、sgRNA、miRNA或反义RNA。
本领域普通技术人员可以很容易地采用已知的方法,例如定向进化或点突变的方法,对本发明的编码蛋白质DRW1的核苷酸序列进行突变。那些经过人工修饰的,具有与本发明分离得到的蛋白质DRW1的核苷酸序列75%或75%以上同一性的核苷酸,只要编码蛋白质DRW1且具有蛋白质DRW1功能,均是衍生于本发明的核苷酸序列并且等同于本发明的序列。
上述75%或75%以上同一性,可为80%、85%、90%或95%以上的同一性。
本文中,同一性是指氨基酸序列或核苷酸序列的同一性。可使用国际互联网上的同源性检索站点测定氨基酸序列的同一性,如NCBI主页网站的BLAST网页。例如,可在高级BLAST2.1中,通过使用blastp作为程序,将Expect值设置为10,将所有Filter设置为OFF,使用BLOSUM62作为Matrix,将Gap existence cost,Per residue gap cost和Lambda ratio分别设置为11,1和0.85(缺省值)并进行检索以对氨基酸序列的同一性进行计算,然后即可获得同一性的值(%)。
本文中,所述80%以上的同一性可为至少80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%或99%的同一性。
本文所述载体是本领域技术人员公知的,包括但不限于:质粒、噬菌体(如λ噬菌体或M13丝状噬菌体等)、黏粒(即柯斯质粒)、Ti质粒或病毒载体。具体可为载体pCAMBIA1307-3flag(下文中简写为pC1307-3flag)载体。
可用现有的植物表达载体构建含有DRW1基因的重组表达载体。所述植物表达载体包括但不限于如双元农杆菌载体和可用于植物微弹轰击的载体等。所述植物表达载体还可包含外源基因的3'端非翻译区域,即包含聚腺苷酸信号和任何其它参与mRNA加工或基因表达的DNA片段。所述聚腺苷酸信号可引导聚腺苷酸加入到mRNA前体的3'端,如包括但不限于农杆菌冠瘿瘤诱导(Ti)质粒基因(如胭脂合成酶Nos基因)、植物基因(如大豆贮藏蛋白基因)3'端转录的非翻译区均具有类似功能。
使用DRW1基因构建重组植物表达载体时,在其转录起始核苷酸前可加上任何一种增强型启动子或组成型启动子,包括但不限于如花椰菜花叶病毒(CAMV)35S启动子、玉米的泛素启动子(ubiquitin),它们可单独使用或与其它植物启动子结合使用;此外,使用本发明的基因构建植物表达载体时,还可使用增强子,包括翻译增强子或转录增强子,这些增强子区域可以是ATG起始密码子或邻接区域起始密码子等,但必需与编码序列的阅读框相同,以保证整个序列的正确翻译。所述翻译控制信号和起始密码子的来源是广泛的,可以是天然的,也可以是合成的。翻译起始区域可以来自转录起始区域或结构基因。
为了便于对转基因植物细胞或植物进行鉴定及筛选,可对所用植物表达载体进行加工,如加入包括但不限于可在植物中表达的编码可产生颜色变化的酶或发光化合物的基因(GUS基因、荧光素酶基因等)、具有抗性的抗生素标记物(庆大霉素标记物、卡那霉素标记物等)或是抗化学试剂标记基因(如抗除草剂基因)等。从转基因植物的安全性考虑,可不加任何选择性标记基因,直接以逆境筛选转化植株。
本发明还提供了一种调控植物耐盐性的方法。
本发明提供的调控植物耐盐性的方法,包括通过调控上述蛋白质的编码基因的表达或调控所述蛋白质的活性或含量,来调控植物耐盐性。
本发明还提供了增强植物耐盐性的方法,所述方法包括提高和/或增加目的植物中所述蛋白质的编码基因的表达量,或/和提高和/或增加所述蛋白质的编码基因的活性和/或含量,来增强植物的耐盐性。
本发明还提供了培育耐盐性植物的方法。
本发明提供的培育耐盐性植物的方法,包括提高和/或增加目的植物中所述蛋白质的编码基因的表达量,或/和提高和/或增加所述蛋白质的编码基因的活性和/或含量,得到耐盐性植物。
上述培育方法中,所述增强或提高或上调目的植物中所述蛋白的活性和/或含量,或/和,所述蛋白的编码基因的表达量可通过向受体植物中导入DRW1基因,得到植物耐盐性高于所述受体植物的目的植物。所述DRW1基因编码所述DRW1蛋白。
在本发明的一个实施方案中,所述培育耐盐性植物的方法包括如下步骤:
(1)构建包含SEQ ID NO.2所示DNA分子的重组表达载体;
(2)将步骤(1)构建的重组表达载体转入受体植物(如作物或水稻)中;
(3)经筛选和鉴定获得耐盐性高于所述受体植物的耐盐植物。
所述导入指通过重组手段,包括但不限于农杆菌(Agrobacterium)介导的转化,生物射弹(biolistic)方法,电穿孔,in planta技术,等等导入。
利用任何一种可以引导外源基因在植物中表达的载体,将本发明所提供的DRW1基因或基因的片段导入植物细胞或受体植物,可获得耐盐性提高的转基因细胞系及转基因植株。携带DRW1基因的表达载体可通过使用Ti质粒、Ri质粒、植物病毒载体、直接DNA转化、显微注射、电导、农杆菌介导等常规生物学方法转化植物细胞或组织,并将转化的植物组织培育成植株。
本文所述微生物可为酵母、细菌、藻或真菌。其中,细菌可来自埃希氏菌属(Escherichia),欧文氏菌(Erwinia),根癌农杆菌属(Agrobacterium)、黄杆菌属(Flavobacterium),产碱菌属(Alcaligenes),假单胞菌属(Pseudomonas),芽孢杆菌属(Bacillus)等。具体可为根癌农杆菌EHA105。
本发明中,所述调控可为上调或增强或提高。所述调控也可为下调或减弱或降低。
本发明中,所述植物育种的目的可包括培育耐盐性植物。
本发明中,所述植物可为如下中的任一种:
E1)单子叶植物或双子叶植物,
E2)禾本目植物,
E3)禾本科科植物,
E4)稻属植物,
E5)水稻。
本文中所述的蛋白质或所述的生物材料也属于本发明要求保护的范围。
本发明提供了一种DRW1蛋白及其编码基因,将该基因导入水稻中,得到过表达DRW1基因的水稻植株。将转基因水稻进行耐盐性实验,发现过表达株系与野生型水稻相比,耐盐抗性增强。结果表明,DRW1基因及其所编码的蛋白在植物耐盐性能中起着重要的作用。本发明所提供的DRW1蛋白及其编码基因在提高植物耐盐性研究中具有重要的应用价值。本发明将在农业领域具有广阔的应用空间和市场前景。
附图说明
图1为重组质粒pC1307-3Flag的结构示意图。
图2为转基因水稻的Western blot鉴定结果。
图3为水稻耐盐表型和存活率的统计结果。
图4为Western blot检测组蛋白甲基化H3K27me3和H3K9me2修饰变化。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述,给出的实施例仅为了阐明本发明,而不是为了限制本发明的范围。以下提供的实施例可作为本技术领域普通技术人员进行进一步改进的指南,并不以任何方式构成对本发明的限制。
下述实施例中的实验方法,如无特殊说明,均为常规方法,按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。下述实施例中所用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。
如无特殊说明,以下实施例中的定量试验,均设置三次重复实验,结果取平均值。
下述实施例中的载体骨架(pC1307-3flag载体)已记载于Cui X,Zhang Z,Wang Y,Wu J,Han X,Gu X,Lu T.TWI1 regulates cell-to-cell movement of OSH15to controlleaf cell fate.The New Phytologist,2018,221(1):326-340.公众可以从中国农业科学院生物技术研究所获得,该生物材料只为重复本发明的相关实验所用,不可作为其它用途使用。
下述实施例中的水稻品种中花11(简称ZH11)公众可从申请人处获得该生物材料,该生物材料只为重复本发明的相关实验所用,不可作为其它用途使用。
实施例1、水稻DRW1基因的获得
提取水稻品种(ZH11)的叶片RNA并反转录为cDNA,以此cDNA为模板,利用引物DRW1-F:5’-ATGATATTTCAGCTAAGAAATG-3’;DRW1-R:5’-CACTTTCACCTTCTTGCTG-3’采用Max Super-Fidelity DNA Polymerase(货号:P505-d1,Vazyme)进行PCR扩增,得到扩增产物(即DRW1基因的编码区)。DRW1基因在水稻品种ZH11的编码序列如SEQ ID NO.2所示的核苷酸序列,编码蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。水稻ZH11的基因组DNA中,编码DRW1蛋白的基因如序列表的SEQ ID NO.3所示。SEQ ID No.3的第13205-13835位为第一外显子,第13930-15044位为第二外显子,第15143-15319位为第三外显子,第15417-15530位为第四外显子,第16496-16600位为第五外显子,第16812-16946为第六外显子,第17030-17085位为第七外显子,第17159-17264位为第八外显子,第17397-17513位为第九外显子,第17587-17713位为第十外显子,第17797-17927位为第十一外显子,第18046-18609位为第十二外显子。
实施例2、构建重组质粒pC1307-3Flag-DRW1
以ZH11的cDNA为模板,设计引物(DRW1-F:5’-ATGATATTTCAGCTAAGAAATG-3’;DRW1-R:5’-CACTTTCACCTTCTTGCTG-3’)进行PCR扩增DRW1的编码区序列,胶回收DRW1目的基因片段。目的基因和载体分别通过相同的限制性内切酶(XbaI和BamHI)酶切、连接并转化大肠杆菌后,经一代测序验证和序列比对,获得pC1307-3Flag-DRW1过表达载体。重组质粒pC1307-3Flag-DRW1骨架的结构示意图见图1。经全质粒测序,重组质粒pC1307-3Flag-DRW1如序列表的序列4所示。
实施例3、转基因水稻的获得
将实施例2中获得的重组质粒pC1307-3Flag-DRW1导入根癌农杆菌EHA105,得到重组农杆菌。采用农杆菌浸染法,将重组农杆菌对水稻ZH11的胚性愈伤组织进行遗传转化,然后筛选抗性愈伤组织(抗性筛选采用100mg/L潮霉素),然后进行分化再生培养,然后进行生根培养,得到再生植株。
具体步骤如下:
(1)取出植物的成熟种子,去壳,挑取饱满光洁无菌斑的种子进行消毒。
(2)将消毒后的种子接种到诱导培养基上,28℃、暗培养14天左右,选取外观良好,生长力好的愈伤组织。
(3)取实施例2中构建的重组载体pC1307-3Flag-DRW1导入根癌农杆菌EHA105,得到重组菌,命名为EHA105/pC1307-3Flag-DRW1。
(4)取步骤(3)得到的重组菌,用侵染培养基重悬菌体,得到EHA105/pC1307-3Flag-DRW1菌悬液。
(5)将步骤(2)的ZH11愈伤组织浸泡于步骤(4)制备的EHA105/pC1307-3Flag-DRW1菌悬液中,侵染20min。侵染后将菌悬液倒掉,取愈伤组织,用无菌滤纸吸干水分,然后置于加入乙酰丁香酮和葡萄糖的共培养培养基上,培养28℃暗培养50-55h。
(6)完成步骤(5)后,挑选表面没有明显农杆菌的愈伤组织移至加入头孢霉素的抑菌培养基中,28℃暗培养3-4天。
(7)将上述培养后的愈伤组织移至加入潮霉素和头孢霉素的筛选培养基上28℃暗培养培养30天,每10天继代一次。
(8)完成步骤(7)后,取新鲜潮霉素抗性的愈伤组织,接于预再生培养基中,28℃暗培养7天,然后置于光照培养间(12h光照/12h黑暗)继续培养7天后转入再生培养基上,继续光照培养,直至生长出再生植株,得到转基因植株。
将利用重组载体pC1307-3Flag-DRW1得到的转基因植株记为DRW1转基因植株。
遗传转化所用培养基及配方:诱导培养基和分化培养基配方均为MS培养基。
实施例4、转基因水稻的鉴定
1.DRW1转基因水稻的鉴定
待测植株:水稻ZH11(CK)以及实施例3得到的DRW1转基因植株。
提取待测植株基因组DNA,以基因组DNA为模板,采用引物DRW1-F和引物DRW1-R组成的引物对进行PCR扩增,用pC1307-3Flag-DRW1质粒作为阳性对照(V),用受体品种ZH11作为阴性对照(CK)。然后将得到的产物进行测序,测序结果如序列表中序列2所示,其中DRW1为序列4的第9593至12967位。
DRW1-F:5’-ATGATATTTCAGCTAAGAAATG-3’;
DRW1-R:5’-CACTTTCACCTTCTTGCTG-3’通过以上鉴定,到9个过表达DRW1基因的T3代植株,分别命名为DRW1-OE#3、DRW1-OE#6、DRW1-OE#33、DRW1-OE#44、DRW1-OE#46、DRW1-OE#50、DRW1-OE#51、DRW1-OE#52、DRW1-OE#53。
检测DRW1-3Flag蛋白的表达的具体步骤如下:
组蛋白提取:将待测验水稻叶片研磨至粉末,取0.1g左右于1.5mL离心管中并加入200uL提前预冷的组蛋白提取缓冲液buffer中,充分混匀后于12,000rpm冷冻离心10min;以3:1比例加入4x Laemmli buffer,充分混匀后置于95℃变性10min,冰浴5min,然后开始SDS-PAGE电泳。组蛋白提取方法详细按照EpiQuik Total Histone Extraction Kit(100次抽提)试剂盒说明进行。提取后的总蛋白或者组蛋白则需要分装长期保存于-80℃。
制作分离胶和浓缩胶:按照康为SDS-PAGE Gel Kit(CW0022M)试剂盒说明进行。注意根据蛋白分子量大小调整分离胶浓度。分离胶制备后,用无水乙醇压线。
SDS-PAGE胶电泳:80V,30min;120V,2h。
采用半干转膜仪器进行转膜。与IgG二抗孵育后,通过ECL Western blot显色试剂盒(Thermo)进行电泳条带的可视化。
通过检测DRW1-Flag蛋白的表达,确定在上述9个株系中均有不同程度DRW1-Flag蛋白的表达(图2),说明外源导入的DRW1-Flag已成功在水稻中表达。由于DRW1-OE#46中DRW1-Flag蛋白的表达丰度最高,因此后续分析中主要使用DRW1-OE#46进行表型分析。
DRW1-OE#3潮霉素抗性植株自交并收获种子,将种子培育为植株,即为T1代植株。T1代植株自交并收获种子,即为T2代种子,T2代植株自交并收获种子,即为T3代种子。
DRW1-OE#6潮霉素抗性植株自交并收获种子,将种子培育为植株,即为T1代植株。T1代植株自交并收获种子,即为T2代种子,T2代植株自交并收获种子,即为T3代种子。
DRW1-OE#33潮霉素抗性植株自交并收获种子,将种子培育为植株,即为T1代植株。T1代植株自交并收获种子,即为T2代种子,T2代植株自交并收获种子,即为T3代种子。
DRW1-OE#44潮霉素抗性植株自交并收获种子,将种子培育为植株,即为T1代植株。T1代植株自交并收获种子,即为T2代种子,T2代植株自交并收获种子,即为T3代种子。
DRW1-OE#50潮霉素抗性植株自交并收获种子,将种子培育为植株,即为T1代植株。T1代植株自交并收获种子,即为T2代种子,T2代植株自交并收获种子,即为T3代种子。
DRW1-OE#51潮霉素抗性植株自交并收获种子,将种子培育为植株,即为T1代植株。T1代植株自交并收获种子,即为T2代种子,T2代植株自交并收获种子,即为T3代种子。
DRW1-OE#52潮霉素抗性植株自交并收获种子,将种子培育为植株,即为T1代植株。T1代植株自交并收获种子,即为T2代种子,T2代植株自交并收获种子,即为T3代种子。
DRW1-OE#46潮霉素抗性植株自交并收获种子,将种子培育为植株,即为T1代植株。T1代植株自交并收获种子,即为T2代种子,T2代植株自交并收获种子,即为T3代种子。
四、耐盐性试验
待测植株为:水稻ZH11和DRW1-OE#46的T3代纯合株系。
耐盐性测试条件:将各待测株系种子在温室萌发并培养至三叶期(时间点A,拍照),利用150mM NaCl溶液处理6天(时间点B,拍照),随后转移到不含NaCl的营养液中继续培养7天(时间点C,拍照),统计存活率(每种供试植株至少统计30株)。温室条件为:28℃,10小时光照/14小时黑暗。
待测植株的生长情况见图3,左图对应150mM NaCl处理前(时间点A),中图150mMNaCl处理中(对应时间点B),右图150mM NaCl处理后(对应时间点C)。由图3可知:150mMNaCl处理前ZH11和DRW1-OE#46长势一致(图3中A),150mM NaCl处理6天后DRW1-OE#46的长势优于ZH11(图3中B),恢复培养后DRW1-OE#46存活的植株数量多于ZH11。
存活率结果见图3。ZH11的存活率约为20%,DRW1-OE#46(植株的存活率约为30.6%。与ZH11相比,DRW1-OE#46的耐盐性显著增强。
五、组蛋白修饰水平
待测植株为:水稻ZH11和DRW1-OE#6、DRW1-OE#33、DRW1-OE#44、DRW1-OE#46、DRW1-OE#50、DRW1-OE#51、DRW1-OE#52株系的T3代种子。
将各待测株系种子温室萌发并培养至三叶期,取地上部分,提取待测株系的组蛋白,测定组蛋白修饰水平。
具体实验步骤如下:组蛋白提取:将待测验水稻组织研磨至粉末,取0.1g左右于1.5mL离心管中并加入200uL提前预冷的组蛋白提取缓冲液buffer中,充分混匀后于12,000rpm冷冻离心10min;以3:1比例加入4x Laemmli buffer,充分混匀后置于95℃变性10min,冰浴5min,然后开始SDS-PAGE电泳。组蛋白提取方法详细按照EpiQuik TotalHistone Extraction Kit(100次抽提)试剂盒说明进行。提取后的总蛋白或者组蛋白则需要分装长期保存于-80℃。制作分离胶和浓缩胶:按照康为SDS-PAGEGelKit(CW0022M)试剂盒说明进行。注意根据蛋白分子量大小调整分离胶浓度。分离胶制备后,用无水乙醇压线。SDS-PAGE胶电泳:80V,30min;120V,2h。采用半干转膜仪器进行转膜。与IgG二抗孵育后,通过ECL Western blot显色试剂盒(Thermo)进行电泳条带的可视化。
结果表明,在输入的组蛋白H3表达丰度一致的前提下,DRW1-OE不同株系中H3K27me3修饰水平比ZH11高;而DRW1-OE中H3K9me2修饰水平明显下调(图4)。
以上对本发明进行了详述。对于本领域技术人员来说,在不脱离本发明的宗旨和范围,以及无需进行不必要的实验情况下,可在等同参数、浓度和条件下,在较宽范围内实施本发明。虽然本发明给出了特殊的实施例,应该理解为,可以对本发明作进一步的改进。总之,按本发明的原理,本申请欲包括任何变更、用途或对本发明的改进,包括脱离了本申请中已公开范围,而用本领域已知的常规技术进行的改变。按以下附带的权利要求的范围,可以进行一些基本特征的应用。

Claims (10)

1.应用,其特征在于:所述应用为下述任一种:
1)蛋白质或调控基因的表达物质或调控所述蛋白质活性或含量的物质在调控植物耐盐性中的应用;
2)蛋白质或调控基因的表达物质或调控所述蛋白质活性或含量的物质在制备调控植物耐盐性的产品中的应用;
3)蛋白质或调控基因的表达物质或调控所述蛋白质活性或含量的物质在培育耐盐性状改变的植物中的应用;
4)蛋白质或调控基因的表达物质或调控所述蛋白质活性或含量的物质在制备培育耐盐性状改变的植物的产品中的应用;
5)蛋白质或调控基因的表达物质或调控所述蛋白质活性或含量的物质在植物育种中的应用;
所述蛋白质为如下任一所示蛋白质:
(a1)氨基酸序列为SEQ ID No.1的蛋白质,
(a2)将SEQ ID No.1所示的氨基酸序列经过氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的与a1)所示的蛋白质具有80%以上的同一性且具有调控植物耐盐功能的蛋白质,
(a3)在(a1)-(a2)中任一所限定的蛋白质的末端连接标签后得到的融合蛋白。
2.根据权利要求1所述的应用,其特征在于:所述蛋白质来源于水稻。
3.根据权利要求1或2所述的应用,其特征在于:所述调控基因表达的物质为提高或增加或上调所述基因表达的物质。
4.根据权利要求1-3中任一所述的应用,其特征在于:所述调控基因表达的物质和调控所述蛋白质活性或含量的物质为与权利要求1或2中所述蛋白质相关的生物材料,所述生物材料为下述B1)至B7)中的任一种:
B1)编码权利要求1中所述蛋白质的核酸分子;
B2)含有B1)所述核酸分子的表达盒;
B3)含有B1)所述核酸分子的重组载体、或含有B2)所述表达盒的重组载体;
B4)含有B1)所述核酸分子的重组微生物、或含有B2)所述表达盒的重组微生物、或含有B3)所述重组载体的重组微生物;
B5)含有B1)所述核酸分子的转基因植物细胞系、或含有B2)所述表达盒的转基因植物细胞系;
B6)含有B1)所述核酸分子的转基因植物组织、或含有B2)所述表达盒的转基因植物组织;
B7)含有B1)所述核酸分子的转基因植物器官、或含有B2)所述表达盒的转基因植物器官。
5.根据权利要求4所述的应用,其特征在于:B1)所述核酸分子为如下任一所示的DNA分子:
C1)核苷酸序列是SEQ ID NO.3的DNA分子;
C2)编码链的编码序列是SEQ ID No.2的cDNA分子或DNA分子;
C3)编码序列是序列表中SEQ ID NO.4的第9593至12967位的cDNA分子或DNA分子;
C4)与C1)、C2)或C3)限定的核苷酸序列具有90%或90%以上同一性,来源于水稻且编码权利要求1中所述蛋白质的DNA分子;
C5)在严格条件下与C1)、C2)或C3)限定的核苷酸序列杂交,且编码权利要求1中所述蛋白质的DNA分子。
6.一种调控植物耐盐性的方法,其特征在于,所述方法包括通过调控权利要求1或2所述蛋白质的编码基因的表达或调控所述权利要求1或2所述蛋白质的活性或含量,来调控植物耐盐性。
7.增强植物耐盐性的方法,其特征在于:所述方法包括提高和/或增加目的植物中权利要求1中所述蛋白质的编码基因的表达量,或/和提高和/或增加权利要求1中所述蛋白质的编码基因的活性和/或含量,来增强植物的耐盐性。
8.培育耐盐性植物的方法,包括提高和/或增加目的植物中权利要求1中所述蛋白质的编码基因的表达量,或/和提高和/或增加权利要求1中所述蛋白质的编码基因的活性和/或含量,得到耐盐性植物。
9.根据权利要求1-5中任一所述的应用,或权利要求6-8中任一所述的方法,其特征在于:所述植物为下述任一种植物:
E1)单子叶植物或双子叶植物,
E2)禾本目植物,
E3)禾本科科植物,
E4)稻属植物,
E5)水稻。
10.权利要求1或2中所述的蛋白质,或权利要求4或5中所述的生物材料。
CN202211368179.7A 2022-11-03 2022-11-03 Drw1蛋白或调控其表达的物质在调控水稻耐盐性状中的应用 Pending CN117986331A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211368179.7A CN117986331A (zh) 2022-11-03 2022-11-03 Drw1蛋白或调控其表达的物质在调控水稻耐盐性状中的应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211368179.7A CN117986331A (zh) 2022-11-03 2022-11-03 Drw1蛋白或调控其表达的物质在调控水稻耐盐性状中的应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117986331A true CN117986331A (zh) 2024-05-07

Family

ID=90896112

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211368179.7A Pending CN117986331A (zh) 2022-11-03 2022-11-03 Drw1蛋白或调控其表达的物质在调控水稻耐盐性状中的应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117986331A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112226455B (zh) 一种水稻籽粒粒长和粒重相关蛋白及其编码基因与应用
CN109111514A (zh) 兼抗纹枯病和根腐病的转基因小麦的培育方法及其相关生物材料
CN113563442A (zh) 抗旱相关蛋白IbSPB1及其编码基因与应用
CN112457380A (zh) 调控植物果形和/或果汁含量的蛋白质及其相关生物材料和应用
CN116970621B (zh) 丹参抗逆相关蛋白SmDREB2A及其编码基因与应用
CN115073573B (zh) 甘薯抗逆相关蛋白IbNAC087及其编码基因与应用
CN115160422B (zh) 甘薯耐盐抗旱相关蛋白IbMYB44及其编码基因与应用
CN115044592B (zh) 一种调控玉米株型和瘤黑粉病抗性的基因ZmADT2及其编码蛋白和应用
CN114752605B (zh) 一种水稻OsOFP22s基因及利用其提高水稻粒长、千粒重和改良直链淀粉含量的方法
CN114539373B (zh) 与甘薯茎线虫病抗性相关蛋白IbPIF1及其编码基因与应用
CN112851779B (zh) 一种培育花青苷含量提高的转基因植物的方法
CN117986331A (zh) Drw1蛋白或调控其表达的物质在调控水稻耐盐性状中的应用
CN114805512B (zh) 水稻OsBBR3基因及其编码的蛋白与应用
CN115197307B (zh) 调控植物抗逆性的蛋白IbGER5及其编码基因与用途
CN114591927B (zh) 甘薯薯块条筋发育相关蛋白IbPRX17及其编码基因与应用
CN117164686B (zh) 抗逆相关蛋白IbRCD1及其相关生物材料与应用
CN117625684B (zh) 丹参SmWRKY33蛋白及其编码基因在调控植物耐盐性中的应用
CN114717245B (zh) MsbHLH35基因及其编码蛋白在调控紫花苜蓿产量和耐渍性中的应用
CN115011631B (zh) 调控玉米苗期抗旱性的蛋白及其编码基因和应用
CN115215931B (zh) 抗蔓割病和软腐病相关蛋白IbC3H18或调控其表达的物质的应用
CN114805520B (zh) 胁迫抗性相关蛋白IbGT1及其编码基因及应用
CN114524868B (zh) 甘薯叶片发育及类黄酮强化相关蛋白IbBBX29及其编码基因与应用
CN113736798B (zh) 一种来源于黑孢块菌的耐锌镉基因TmZRC1S及应用
CN114644701B (zh) 来源于玉米的蛋白及其相关生物材料的应用
CN108192919A (zh) 一种培育抗旱转基因棉花的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination