CN118006661A - OsJAZ2基因在提高水稻抗碱能力中的应用 - Google Patents
OsJAZ2基因在提高水稻抗碱能力中的应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN118006661A CN118006661A CN202410144512.9A CN202410144512A CN118006661A CN 118006661 A CN118006661 A CN 118006661A CN 202410144512 A CN202410144512 A CN 202410144512A CN 118006661 A CN118006661 A CN 118006661A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- rice
- gene
- osjaz
- alkali
- seq
- 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
Links
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 title claims abstract description 71
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 title claims abstract description 66
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 title claims abstract description 65
- 239000003513 alkali Substances 0.000 title claims abstract description 63
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 title description 2
- 241000209094 Oryza Species 0.000 claims abstract description 64
- 239000002773 nucleotide Substances 0.000 claims abstract description 13
- 125000003729 nucleotide group Chemical group 0.000 claims abstract description 13
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims abstract description 8
- 108091033409 CRISPR Proteins 0.000 claims abstract description 6
- 238000010362 genome editing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims abstract description 4
- 125000003275 alpha amino acid group Chemical group 0.000 claims abstract 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 14
- 101000852241 Oryza sativa subsp. japonica Protein TIFY 11c Proteins 0.000 claims description 7
- 101000802026 Oryza sativa subsp. japonica Protein TIFY 5 Proteins 0.000 claims description 7
- 238000012217 deletion Methods 0.000 claims description 3
- 230000037430 deletion Effects 0.000 claims description 3
- 238000012214 genetic breeding Methods 0.000 claims description 3
- 239000002585 base Substances 0.000 claims description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 abstract description 19
- 230000002018 overexpression Effects 0.000 abstract description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 230000009456 molecular mechanism Effects 0.000 abstract description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010354 CRISPR gene editing Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010353 genetic engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 206010020649 Hyperkeratosis Diseases 0.000 description 13
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 11
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 9
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 7
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 7
- 241000589158 Agrobacterium Species 0.000 description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 6
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 6
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 6
- ZNJFBWYDHIGLCU-HWKXXFMVSA-N jasmonic acid Chemical compound CC\C=C/C[C@@H]1[C@@H](CC(O)=O)CCC1=O ZNJFBWYDHIGLCU-HWKXXFMVSA-N 0.000 description 6
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 6
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 6
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 description 5
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 5
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 5
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 5
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 5
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 5
- 238000012258 culturing Methods 0.000 description 5
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 5
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 5
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 5
- 108700024394 Exon Proteins 0.000 description 4
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 108091027544 Subgenomic mRNA Proteins 0.000 description 4
- OJOBTAOGJIWAGB-UHFFFAOYSA-N acetosyringone Chemical compound COC1=CC(C(C)=O)=CC(OC)=C1O OJOBTAOGJIWAGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 4
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 4
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 4
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 4
- 238000012163 sequencing technique Methods 0.000 description 4
- 239000008223 sterile water Substances 0.000 description 4
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 239000012881 co-culture medium Substances 0.000 description 3
- 239000002299 complementary DNA Substances 0.000 description 3
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 3
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 3
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 3
- 108020003589 5' Untranslated Regions Proteins 0.000 description 2
- 102000007469 Actins Human genes 0.000 description 2
- 108010085238 Actins Proteins 0.000 description 2
- CXRCVCURMBFFOL-FXQIFTODSA-N Ala-Ala-Pro Chemical compound C[C@H](N)C(=O)N[C@@H](C)C(=O)N1CCC[C@H]1C(O)=O CXRCVCURMBFFOL-FXQIFTODSA-N 0.000 description 2
- 102220546752 E3 ubiquitin-protein ligase TRIM8_C15S_mutation Human genes 0.000 description 2
- 229920002148 Gellan gum Polymers 0.000 description 2
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 2
- 108091026898 Leader sequence (mRNA) Proteins 0.000 description 2
- 101100425380 Oryza sativa subsp. japonica TIFY5 gene Proteins 0.000 description 2
- 238000011529 RT qPCR Methods 0.000 description 2
- 238000012300 Sequence Analysis Methods 0.000 description 2
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 2
- FPPNZSSZRUTDAP-UWFZAAFLSA-N carbenicillin Chemical compound N([C@H]1[C@H]2SC([C@@H](N2C1=O)C(O)=O)(C)C)C(=O)C(C(O)=O)C1=CC=CC=C1 FPPNZSSZRUTDAP-UWFZAAFLSA-N 0.000 description 2
- 229960003669 carbenicillin Drugs 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 210000000349 chromosome Anatomy 0.000 description 2
- 238000010367 cloning Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 239000013604 expression vector Substances 0.000 description 2
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 2
- XKUKSGPZAADMRA-UHFFFAOYSA-N glycyl-glycyl-glycine Chemical compound NCC(=O)NCC(=O)NCC(O)=O XKUKSGPZAADMRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 2
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 2
- ZNJFBWYDHIGLCU-UHFFFAOYSA-N jasmonic acid Natural products CCC=CCC1C(CC(O)=O)CCC1=O ZNJFBWYDHIGLCU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000004382 potting Methods 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 2
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 2
- 239000012882 rooting medium Substances 0.000 description 2
- 108010071207 serylmethionine Proteins 0.000 description 2
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000009331 sowing Methods 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 2
- 230000009261 transgenic effect Effects 0.000 description 2
- 108091032973 (ribonucleotides)n+m Proteins 0.000 description 1
- 102220545768 116 kDa U5 small nuclear ribonucleoprotein component_C60S_mutation Human genes 0.000 description 1
- HHGYNJRJIINWAK-FXQIFTODSA-N Ala-Ala-Arg Chemical compound C[C@H](N)C(=O)N[C@@H](C)C(=O)N[C@H](C(O)=O)CCCN=C(N)N HHGYNJRJIINWAK-FXQIFTODSA-N 0.000 description 1
- YLTKNGYYPIWKHZ-ACZMJKKPSA-N Ala-Ala-Glu Chemical compound C[C@H](N)C(=O)N[C@@H](C)C(=O)N[C@H](C(O)=O)CCC(O)=O YLTKNGYYPIWKHZ-ACZMJKKPSA-N 0.000 description 1
- YYSWCHMLFJLLBJ-ZLUOBGJFSA-N Ala-Ala-Ser Chemical compound C[C@H](N)C(=O)N[C@@H](C)C(=O)N[C@@H](CO)C(O)=O YYSWCHMLFJLLBJ-ZLUOBGJFSA-N 0.000 description 1
- JAMAWBXXKFGFGX-KZVJFYERSA-N Ala-Arg-Thr Chemical compound [H]N[C@@H](C)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)O)C(O)=O JAMAWBXXKFGFGX-KZVJFYERSA-N 0.000 description 1
- IETUUAHKCHOQHP-KZVJFYERSA-N Ala-Thr-Val Chemical compound CC(C)[C@H](NC(=O)[C@@H](NC(=O)[C@H](C)N)[C@@H](C)O)C(O)=O IETUUAHKCHOQHP-KZVJFYERSA-N 0.000 description 1
- KWKQGHSSNHPGOW-BQBZGAKWSA-N Arg-Ala-Gly Chemical compound [H]N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](C)C(=O)NCC(O)=O KWKQGHSSNHPGOW-BQBZGAKWSA-N 0.000 description 1
- VWVPYNGMOCSSGK-GUBZILKMSA-N Arg-Arg-Asn Chemical compound [H]N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](CC(N)=O)C(O)=O VWVPYNGMOCSSGK-GUBZILKMSA-N 0.000 description 1
- NTAZNGWBXRVEDJ-FXQIFTODSA-N Arg-Asp-Asp Chemical compound [H]N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](CC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CC(O)=O)C(O)=O NTAZNGWBXRVEDJ-FXQIFTODSA-N 0.000 description 1
- LVMUGODRNHFGRA-AVGNSLFASA-N Arg-Leu-Arg Chemical compound NC(N)=NCCC[C@H](N)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CCCN=C(N)N)C(O)=O LVMUGODRNHFGRA-AVGNSLFASA-N 0.000 description 1
- UGZUVYDKAYNCII-ULQDDVLXSA-N Arg-Phe-Leu Chemical compound [H]N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](CC1=CC=CC=C1)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(O)=O UGZUVYDKAYNCII-ULQDDVLXSA-N 0.000 description 1
- BSYKSCBTTQKOJG-GUBZILKMSA-N Arg-Pro-Ala Chemical compound [H]N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N1CCC[C@H]1C(=O)N[C@@H](C)C(O)=O BSYKSCBTTQKOJG-GUBZILKMSA-N 0.000 description 1
- XOQYDFCQPWAMSA-KKHAAJSZSA-N Asn-Val-Thr Chemical compound [H]N[C@@H](CC(N)=O)C(=O)N[C@@H](C(C)C)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)O)C(O)=O XOQYDFCQPWAMSA-KKHAAJSZSA-N 0.000 description 1
- ZCKYZTGLXIEOKS-CIUDSAMLSA-N Asp-Asp-His Chemical compound C1=C(NC=N1)C[C@@H](C(=O)O)NC(=O)[C@H](CC(=O)O)NC(=O)[C@H](CC(=O)O)N ZCKYZTGLXIEOKS-CIUDSAMLSA-N 0.000 description 1
- YIDFBWRHIYOYAA-LKXGYXEUSA-N Asp-Ser-Thr Chemical compound [H]N[C@@H](CC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CO)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)O)C(O)=O YIDFBWRHIYOYAA-LKXGYXEUSA-N 0.000 description 1
- LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M Cetrimonium bromide Chemical compound [Br-].CCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- RRIJEABIXPKSGP-FXQIFTODSA-N Cys-Ala-Val Chemical compound CC(C)[C@@H](C(O)=O)NC(=O)[C@H](C)NC(=O)[C@@H](N)CS RRIJEABIXPKSGP-FXQIFTODSA-N 0.000 description 1
- 102220546751 E3 ubiquitin-protein ligase TRIM8_C30S_mutation Human genes 0.000 description 1
- YQYJSBFKSSDGFO-UHFFFAOYSA-N Epihygromycin Natural products OC1C(O)C(C(=O)C)OC1OC(C(=C1)O)=CC=C1C=C(C)C(=O)NC1C(O)C(O)C2OCOC2C1O YQYJSBFKSSDGFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 1
- 108700039887 Essential Genes Proteins 0.000 description 1
- 108091092584 GDNA Proteins 0.000 description 1
- PKVWNYGXMNWJSI-CIUDSAMLSA-N Gln-Gln-Gln Chemical compound [H]N[C@@H](CCC(N)=O)C(=O)N[C@@H](CCC(N)=O)C(=O)N[C@@H](CCC(N)=O)C(O)=O PKVWNYGXMNWJSI-CIUDSAMLSA-N 0.000 description 1
- AJDMYLOISOCHHC-YVNDNENWSA-N Gln-Gln-Ile Chemical compound [H]N[C@@H](CCC(N)=O)C(=O)N[C@@H](CCC(N)=O)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)CC)C(O)=O AJDMYLOISOCHHC-YVNDNENWSA-N 0.000 description 1
- IKFZXRLDMYWNBU-YUMQZZPRSA-N Gln-Gly-Arg Chemical compound NC(=O)CC[C@H](N)C(=O)NCC(=O)N[C@H](C(O)=O)CCCN=C(N)N IKFZXRLDMYWNBU-YUMQZZPRSA-N 0.000 description 1
- XKBASPWPBXNVLQ-WDSKDSINSA-N Gln-Gly-Asn Chemical compound [H]N[C@@H](CCC(N)=O)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CC(N)=O)C(O)=O XKBASPWPBXNVLQ-WDSKDSINSA-N 0.000 description 1
- MFJAPSYJQJCQDN-BQBZGAKWSA-N Gln-Gly-Glu Chemical compound NC(=O)CC[C@H](N)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(O)=O MFJAPSYJQJCQDN-BQBZGAKWSA-N 0.000 description 1
- WLRYGVYQFXRJDA-DCAQKATOSA-N Gln-Pro-Pro Chemical compound NC(=O)CC[C@H](N)C(=O)N1CCC[C@H]1C(=O)N1[C@H](C(O)=O)CCC1 WLRYGVYQFXRJDA-DCAQKATOSA-N 0.000 description 1
- WOMUDRVDJMHTCV-DCAQKATOSA-N Glu-Arg-Arg Chemical compound [H]N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(O)=O WOMUDRVDJMHTCV-DCAQKATOSA-N 0.000 description 1
- DNPCBMNFQVTHMA-DCAQKATOSA-N Glu-Leu-Gln Chemical compound [H]N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CCC(N)=O)C(O)=O DNPCBMNFQVTHMA-DCAQKATOSA-N 0.000 description 1
- FBEJIDRSQCGFJI-GUBZILKMSA-N Glu-Leu-Ser Chemical compound [H]N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CO)C(O)=O FBEJIDRSQCGFJI-GUBZILKMSA-N 0.000 description 1
- SJJHXJDSNQJMMW-SRVKXCTJSA-N Glu-Lys-Arg Chemical compound OC(=O)CC[C@H](N)C(=O)N[C@@H](CCCCN)C(=O)N[C@@H](CCCN=C(N)N)C(O)=O SJJHXJDSNQJMMW-SRVKXCTJSA-N 0.000 description 1
- MXXXVOYFNVJHMA-IUCAKERBSA-N Gly-Arg-Met Chemical compound CSCC[C@@H](C(=O)O)NC(=O)[C@H](CCCN=C(N)N)NC(=O)CN MXXXVOYFNVJHMA-IUCAKERBSA-N 0.000 description 1
- UFPXDFOYHVEIPI-BYPYZUCNSA-N Gly-Gly-Asp Chemical compound NCC(=O)NCC(=O)N[C@H](C(O)=O)CC(O)=O UFPXDFOYHVEIPI-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 1
- NNCSJUBVFBDDLC-YUMQZZPRSA-N Gly-Leu-Ser Chemical compound NCC(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CO)C(O)=O NNCSJUBVFBDDLC-YUMQZZPRSA-N 0.000 description 1
- IRJWAYCXIYUHQE-WHFBIAKZSA-N Gly-Ser-Ala Chemical compound OC(=O)[C@H](C)NC(=O)[C@H](CO)NC(=O)CN IRJWAYCXIYUHQE-WHFBIAKZSA-N 0.000 description 1
- LDTJBEOANMQRJE-CIUDSAMLSA-N His-Cys-Asp Chemical compound C1=C(NC=N1)C[C@@H](C(=O)N[C@@H](CS)C(=O)N[C@@H](CC(=O)O)C(=O)O)N LDTJBEOANMQRJE-CIUDSAMLSA-N 0.000 description 1
- ZHHLTWUOWXHVQJ-YUMQZZPRSA-N His-Ser-Gly Chemical compound C1=C(NC=N1)C[C@@H](C(=O)N[C@@H](CO)C(=O)NCC(=O)O)N ZHHLTWUOWXHVQJ-YUMQZZPRSA-N 0.000 description 1
- QTMKFZAYZKBFRC-BZSNNMDCSA-N His-Tyr-His Chemical compound C1=CC(=CC=C1C[C@@H](C(=O)N[C@@H](CC2=CN=CN2)C(=O)O)NC(=O)[C@H](CC3=CN=CN3)N)O QTMKFZAYZKBFRC-BZSNNMDCSA-N 0.000 description 1
- PFPUFNLHBXKPHY-HTFCKZLJSA-N Ile-Ile-Ser Chemical compound CC[C@H](C)[C@@H](C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)CC)C(=O)N[C@@H](CO)C(=O)O)N PFPUFNLHBXKPHY-HTFCKZLJSA-N 0.000 description 1
- VQPPIMUZCZCOIL-GUBZILKMSA-N Leu-Gln-Ala Chemical compound CC(C)C[C@H](N)C(=O)N[C@@H](CCC(N)=O)C(=O)N[C@@H](C)C(O)=O VQPPIMUZCZCOIL-GUBZILKMSA-N 0.000 description 1
- LJBVRCDPWOJOEK-PPCPHDFISA-N Leu-Thr-Ile Chemical compound [H]N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)O)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)CC)C(O)=O LJBVRCDPWOJOEK-PPCPHDFISA-N 0.000 description 1
- RIHIGSWBLHSGLV-CQDKDKBSSA-N Leu-Tyr-Ala Chemical compound [H]N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CC1=CC=C(O)C=C1)C(=O)N[C@@H](C)C(O)=O RIHIGSWBLHSGLV-CQDKDKBSSA-N 0.000 description 1
- 102000003960 Ligases Human genes 0.000 description 1
- 108090000364 Ligases Proteins 0.000 description 1
- TVHCDSBMFQYPNA-RHYQMDGZSA-N Lys-Thr-Arg Chemical compound [H]N[C@@H](CCCCN)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)O)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(O)=O TVHCDSBMFQYPNA-RHYQMDGZSA-N 0.000 description 1
- ONGCSGVHCSAATF-CIUDSAMLSA-N Met-Ala-Glu Chemical compound CSCC[C@H](N)C(=O)N[C@@H](C)C(=O)N[C@H](C(O)=O)CCC(O)=O ONGCSGVHCSAATF-CIUDSAMLSA-N 0.000 description 1
- WXHHTBVYQOSYSL-FXQIFTODSA-N Met-Ala-Ser Chemical compound CSCC[C@H](N)C(=O)N[C@@H](C)C(=O)N[C@@H](CO)C(O)=O WXHHTBVYQOSYSL-FXQIFTODSA-N 0.000 description 1
- BEZJTLKUMFMITF-AVGNSLFASA-N Met-Lys-Arg Chemical compound CSCC[C@H](N)C(=O)N[C@@H](CCCCN)C(=O)N[C@H](C(O)=O)CCCNC(N)=N BEZJTLKUMFMITF-AVGNSLFASA-N 0.000 description 1
- 108010047562 NGR peptide Proteins 0.000 description 1
- 238000012408 PCR amplification Methods 0.000 description 1
- HBGFEEQFVBWYJQ-KBPBESRZSA-N Phe-Gly-Lys Chemical compound NCCCC[C@@H](C(O)=O)NC(=O)CNC(=O)[C@@H](N)CC1=CC=CC=C1 HBGFEEQFVBWYJQ-KBPBESRZSA-N 0.000 description 1
- GTMSCDVFQLNEOY-BZSNNMDCSA-N Phe-Tyr-Asn Chemical compound C1=CC=C(C=C1)C[C@@H](C(=O)N[C@@H](CC2=CC=C(C=C2)O)C(=O)N[C@@H](CC(=O)N)C(=O)O)N GTMSCDVFQLNEOY-BZSNNMDCSA-N 0.000 description 1
- CGBYDGAJHSOGFQ-LPEHRKFASA-N Pro-Ala-Pro Chemical compound C[C@@H](C(=O)N1CCC[C@@H]1C(=O)O)NC(=O)[C@@H]2CCCN2 CGBYDGAJHSOGFQ-LPEHRKFASA-N 0.000 description 1
- 238000002123 RNA extraction Methods 0.000 description 1
- 238000010802 RNA extraction kit Methods 0.000 description 1
- 102000018120 Recombinases Human genes 0.000 description 1
- 108010091086 Recombinases Proteins 0.000 description 1
- 102000006382 Ribonucleases Human genes 0.000 description 1
- 108010083644 Ribonucleases Proteins 0.000 description 1
- LVVBAKCGXXUHFO-ZLUOBGJFSA-N Ser-Ala-Asp Chemical compound [H]N[C@@H](CO)C(=O)N[C@@H](C)C(=O)N[C@@H](CC(O)=O)C(O)=O LVVBAKCGXXUHFO-ZLUOBGJFSA-N 0.000 description 1
- UIGMAMGZOJVTDN-WHFBIAKZSA-N Ser-Gly-Ser Chemical compound OC[C@H](N)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CO)C(O)=O UIGMAMGZOJVTDN-WHFBIAKZSA-N 0.000 description 1
- GJFYFGOEWLDQGW-GUBZILKMSA-N Ser-Leu-Gln Chemical compound CC(C)C[C@@H](C(=O)N[C@@H](CCC(=O)N)C(=O)O)NC(=O)[C@H](CO)N GJFYFGOEWLDQGW-GUBZILKMSA-N 0.000 description 1
- XQJCEKXQUJQNNK-ZLUOBGJFSA-N Ser-Ser-Ser Chemical compound OC[C@H](N)C(=O)N[C@@H](CO)C(=O)N[C@@H](CO)C(O)=O XQJCEKXQUJQNNK-ZLUOBGJFSA-N 0.000 description 1
- JURQXQBJKUHGJS-UHFFFAOYSA-N Ser-Ser-Ser-Ser Chemical compound OCC(N)C(=O)NC(CO)C(=O)NC(CO)C(=O)NC(CO)C(O)=O JURQXQBJKUHGJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005708 Sodium hypochlorite Substances 0.000 description 1
- NIEWSKWFURSECR-FOHZUACHSA-N Thr-Gly-Asp Chemical compound [H]N[C@@H]([C@@H](C)O)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CC(O)=O)C(O)=O NIEWSKWFURSECR-FOHZUACHSA-N 0.000 description 1
- PCMDGXKXVMBIFP-VEVYYDQMSA-N Thr-Met-Asn Chemical compound [H]N[C@@H]([C@@H](C)O)C(=O)N[C@@H](CCSC)C(=O)N[C@@H](CC(N)=O)C(O)=O PCMDGXKXVMBIFP-VEVYYDQMSA-N 0.000 description 1
- MROIJTGJGIDEEJ-RCWTZXSCSA-N Thr-Pro-Pro Chemical compound C[C@@H](O)[C@H](N)C(=O)N1CCC[C@H]1C(=O)N1[C@H](C(O)=O)CCC1 MROIJTGJGIDEEJ-RCWTZXSCSA-N 0.000 description 1
- ASQFIHTXXMFENG-XPUUQOCRSA-N Val-Ala-Gly Chemical compound CC(C)[C@H](N)C(=O)N[C@@H](C)C(=O)NCC(O)=O ASQFIHTXXMFENG-XPUUQOCRSA-N 0.000 description 1
- UEHRGZCNLSWGHK-DLOVCJGASA-N Val-Glu-Val Chemical compound CC(C)[C@H](N)C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](C(C)C)C(O)=O UEHRGZCNLSWGHK-DLOVCJGASA-N 0.000 description 1
- GBIUHAYJGWVNLN-AEJSXWLSSA-N Val-Ser-Pro Chemical compound CC(C)[C@@H](C(=O)N[C@@H](CO)C(=O)N1CCC[C@@H]1C(=O)O)N GBIUHAYJGWVNLN-AEJSXWLSSA-N 0.000 description 1
- GBIUHAYJGWVNLN-UHFFFAOYSA-N Val-Ser-Pro Natural products CC(C)C(N)C(=O)NC(CO)C(=O)N1CCCC1C(O)=O GBIUHAYJGWVNLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UJMCYJKPDFQLHX-XGEHTFHBSA-N Val-Ser-Thr Chemical compound C[C@H]([C@@H](C(=O)O)NC(=O)[C@H](CO)NC(=O)[C@H](C(C)C)N)O UJMCYJKPDFQLHX-XGEHTFHBSA-N 0.000 description 1
- 230000036579 abiotic stress Effects 0.000 description 1
- 108010024078 alanyl-glycyl-serine Proteins 0.000 description 1
- 108010086434 alanyl-seryl-glycine Proteins 0.000 description 1
- KOSRFJWDECSPRO-UHFFFAOYSA-N alpha-L-glutamyl-L-glutamic acid Natural products OC(=O)CCC(N)C(=O)NC(CCC(O)=O)C(O)=O KOSRFJWDECSPRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010062796 arginyllysine Proteins 0.000 description 1
- 108010040443 aspartyl-aspartic acid Proteins 0.000 description 1
- 108010093581 aspartyl-proline Proteins 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000031018 biological processes and functions Effects 0.000 description 1
- 230000004790 biotic stress Effects 0.000 description 1
- 238000009395 breeding Methods 0.000 description 1
- 230000001488 breeding effect Effects 0.000 description 1
- 238000010804 cDNA synthesis Methods 0.000 description 1
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000012154 double-distilled water Substances 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000004043 dyeing Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 1
- 108010067216 glycyl-glycyl-glycine Proteins 0.000 description 1
- 108010082286 glycyl-seryl-alanine Proteins 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 108010028295 histidylhistidine Proteins 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 230000035772 mutation Effects 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 239000013612 plasmid Substances 0.000 description 1
- 238000003752 polymerase chain reaction Methods 0.000 description 1
- 108010093296 prolyl-prolyl-alanine Proteins 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000010839 reverse transcription Methods 0.000 description 1
- 239000012883 rooting culture medium Substances 0.000 description 1
- 102220105280 rs879254406 Human genes 0.000 description 1
- -1 salt ions Chemical class 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 108010048818 seryl-histidine Proteins 0.000 description 1
- 230000019491 signal transduction Effects 0.000 description 1
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N sodium hypochlorite Chemical compound [Na+].Cl[O-] SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000008685 targeting Effects 0.000 description 1
- 230000002103 transcriptional effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)
Abstract
本发明属于基因工程技术领域，具体而言，涉及一种OsJAZ2基因在提高水稻抗碱能力中的应用。本发明公开了一种OsJAZ2基因在提高水稻抗碱能力中的应用，该基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示，该OsJAZ2基因编码蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.3所示。本发明以过表达和CRISPR/Cas9基因编辑技术说明OsJAZ2基因具有提高水稻抗碱性的作用。本发明的水稻OsJAZ2基因在培育高抗碱能力水稻品种中具有较好的应用前景。本发明不仅为水稻抗碱的分子机制研究提供新的理论证据，也为培育优质的耐碱水稻新品种提供新的目标基因或新材料，对盐碱地的生产具有重要意义。
Description
技术领域
本发明属于基因工程技术领域，具体而言，涉及一种OsJAZ2基因在提高水稻抗碱能力中的应用。
背景技术
盐碱土是土壤中可溶性盐类离子浓度达到一定程度的、pH较高的、不利作物生长的一类土壤。目前，土壤盐碱化是制约农业用地的主要因素之一。我国盐碱地面积已将近1亿公顷，且有逐年扩增的趋势。其中东北地区的盐碱地是世界三大苏打盐碱地集中分布区之一，苏打盐碱地土体含盐量不算太高，但因含有高碳酸氢钠和碳酸钠导致pH(>8.5)较高，对植物的伤害较大，致使耕作阻力和脱盐难度增加，长期阻碍区域生态建设和社会经济发展。由于耕地资源有限，盐碱地已逐渐成为重要的土地后备资源，所以，挖掘作物的抗碱基因，提高农作物的耐碱能力，培育耐碱性农作物品种，对合理利用和开发可供耕种的盐碱地具有十分重要的意义。
水稻是人类最为重要的粮食作物之一，也是广泛研究的模式作物。盐碱地种稻是开垦盐碱地及解决盐碱地区耕地种植与粮食生产问题的有效途径，然而水稻属于盐碱敏感作物，所以，提高水稻的抗碱能力为盐碱地开发利用具有实际的应用价值。
茉莉酮酸酯ZIM结构域蛋白(Jasmonate Zim-domain，JAZ)是茉莉酸(JA)信号通路中重要的转录调节因子。水稻OsJAZs家族有15个成员，能够参与生物胁迫和非生物胁迫抗逆等多种生物学过程，然而，关于OsJAZ2基因在抗碱功能中的应用尚未见报道。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种OsJAZ2基因的新用途，具体说是，提供一种OsJAZ2在提高水稻抗碱能力中的应用。本发明不仅为水稻抗碱的分子机制研究提供新的理论证据，也为培育优质的耐碱水稻新品种提供新的目标基因或新材料，对盐碱地的生产具有重要意义。
本发明的首要目的在于提供水稻基因OsJAZ2或其相关序列作为靶点调控水稻碱抗性的应用。
本发明的另一目的在于提供水稻基因OsJAZ2或其相关序列在育种水稻耐碱新品种中的应用。
本发明在分析水稻OsJAZ家族基因响应碱胁迫的表达模式中，发现了一个可被碱显著诱导的基因OsJAZ2，该基因位于7号染色体上，基因座号为LOC_Os07g05830，其全长基因组序列为2282bp(SEQ ID NO.1)，包括5′非翻译区(5′UTR)、2个外显子和1个内含子；其CDS全长558bp(SEQ ID NO.2)，含2个外显子和1个内含子(如图1所示)，编码185个氨基酸(SEQ ID NO.3)，含1个TIFY结构域和1个Jas Motif。该基因在碱胁迫诱导下表达量显著增加，过表达该基因显著提高了水稻碱抗性，而突变该基因则降低了水稻的抗碱能力。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
本发明的一个方面提供了一种水稻OsJAZ2基因在培育高抗碱能力水稻品种中的应用。
本发明提供了一种水稻耐碱相关的OsJAZ2基因，所述OsJAZ2基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。
本发明提供了一种水稻耐碱相关的OsJAZ2蛋白，所述OsJAZ2蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.3所示。
本发明还提供了一种OsJAZ2基因在提高水稻遗传育种中的应用，该基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。
本发明还提供了一种OsJAZ2基因在提高水稻遗传育种中的应用，所述OsJAZ2基因编码蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.3所示。
本发明的另一个方面还提供了一种调节水稻抗碱胁迫能力的方法，在于过表达水稻基因组中OsJAZ2基因或者突变水稻基因组中OsJAZ2基因，所述OsJAZ2基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示，所述突变型OsJAZ2基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.4所示。
优选的，所述调节包括提高或降低。
本发明还提供了一种提高水稻抗碱胁迫能力的方法，在目标水稻种质基因组过表达OsJAZ2基因的表达量，所述OsJAZ2基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。
本发明还提供了一种降低水稻抗碱胁迫能力的方法，在目标水稻种质基因组中通过CRSPR/Cas9基因编辑技术引起1bp碱基缺失，所述突变型OsJAZ2基因的核苷酸序列如SEQID NO.4所示。
借由上述技术方案，本发明至少具有下列优点：本发明通过突变体和过表达材料首次证明了OsJAZ2基因具有正向调控水稻抗碱性的功能。本发明不仅为水稻抗碱的分子机制研究提供新的理论证据，也为培育优质的耐碱水稻新品种提供新的目标基因或新材料，对盐碱地的生产具有重要意义。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
附图说明
图1为水稻OsJAZ2基因的CDS和氨基酸序列及基因编辑靶点设计图；
图2为碱胁迫对水稻OsJAZ2表达的影响；
图3为碱胁迫下OsJAZ2不同株系抗碱表型鉴定；
图4为碱胁迫对OsJAZ2不同株系幼苗株高、存活率和质膜损伤的影响；
图5为轻、中度碱土盆栽OsJAZ2不同株系表型鉴定。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如无特殊说明，本发明实施例中所用共培养基成分为1/2N6基本培养基中含有2mg/L 2,4-D、20g/L蔗糖、10g/L葡萄糖、200mg/L乙酰丁香酮和7g/L Agar。
如无特殊说明，本发明实施例中所用筛选培养基为N6基本培养基(pH5.8)，含有2.5mg/L 2,4-D、30g/L蔗糖、7g/L Agar、50mg/L潮霉素、250mg/L羧苄青霉素，
如无特殊说明，本发明实施例中所用分化培养基为MS基本培养基(pH 6.0)，其中含有2.0mg/L 6-BA、2.0mg/L KT、0.2mg/L NAA、0.2mg/L IAA、30g/L蔗糖和3g/L Phytagel。
如无特殊说明，本发明实施例中所用的生根培养基为MS基本培养基(pH 5.8)，其中含有20g/L蔗糖和3g/L Phytagel。
实施例1：水稻OsJAZ2基因的序列分析及基因编辑靶点设计
水稻OsJAZ2基因序列从Rice Genome Annotation Project网站(http://rice.uga.edu/)查得，序列分析显示，该基因位于7号染色体上，基因座号为LOC_Os07g05830，其全长基因组序列为2282bp(SEQ ID NO.1)，包括5′非翻译区(5′UTR)、2个外显子和1个内含子；其CDS全长558bp(SEQ ID NO.2)，含2个外显子和1个内含子(如图1所示)，编码185个氨基酸(SEQ ID NO.3)，含1个TIFY结构域和1个Jas Motif。本发明所设靶点在第一外显子上，如图1所示。
实施例2：载体构建及水稻遗传转化
本实验采用CRISPR/Cas9基因编辑技术，所使用的载体为wmc025，设计20bpsgRNA,sgRNA序列：GGACAGTACAAGTGCTGACC，由生工生物工程(上海)股份有限公司合成后，使用上游引物F和下游引物R进行片段扩增，获得sgRNA克隆框。使用DNA重组酶将上述载体和扩增片段构建重组打靶载体。
sgRNA序列：GGACAGTACAAGTGCTGACC
上游引物F：ccgcgcgctgtcgcttgtgtGGACAGTACAAGTGCTGACC
下游引物R：ctatttctagctctaaaacGGTCAGCACTTGTACTGTCC。
具体过程如下：
扩增体系为50μL，包括：上游引物1μL，下游引物1μL，Pfu酶(高保真酶)20μL，ddH2O28μL。
扩增程序为：94℃ 3min，30个循环(95℃ 30s，58℃ 30s，72℃ 2min)，72℃ 5min，4℃保存，
合成基因序列全长558bp，并在基因两端加上BsaI酶切位点，过表达载体pCambia1300用BsaI酶进行酶切，然后将合成的基因序列与线性化载体用T4连接酶连接，构建过表达载体。
本发明中，将上述构建的载体转化大肠杆菌感受态，经测序验证阳性克隆；提取克隆正确的质粒，转入农杆菌感受态EHA105中，采用菌液PCR验证后，进行农杆菌侵染水稻愈伤组织，经过继代培养与分化，获得转基因幼苗，并验证转基因阳性苗。具体步骤如下：
1、愈伤诱导与继代
挑选成熟东稻4号水稻种子，脱壳，75％乙醇消毒后，无菌水冲洗2遍，倒掉，再用30％次氯酸钠消毒20min后，再用无菌水冲洗5-6遍。用无菌滤纸吸去种子多余水份后，将种子接种到诱导培养基上，32℃持续7d光照培养，诱导得到较好的愈伤组织。
2、农杆菌培养
将含有目的基因载体的农杆菌EHA105在含有KAN和RIF两种抗生素的YP固体培养基上划线，28℃黑暗培养2d至出现单菌落。
3、农杆菌侵染
准备侵染液：1/2N6基本培养基(pH 5.2)中含有2mg/L 2,4-D、20g/L蔗糖、10g/L葡萄糖和200mg/L乙酰丁香酮，用移液器吸取侵染液将平板上的农杆菌冲洗下来即共培养转化水稻用的农杆菌悬浮液。挑选足够数量且状态良好的愈伤组织，放入100mL无菌三角瓶中，加入适量农杆菌悬浮液，确保材料充分侵入菌液中，室温放置侵染20分钟，期间不时晃动。倒掉菌液，将愈伤组织放在无菌滤纸上吸去多余菌液，随即转移到铺有一层无菌滤纸的固体共培养基上，26℃黑暗培养3d。
4、筛选培养
清洗共培养的愈伤组织，用1mL的蓝枪头将共培养基上的愈伤组织播到已灭菌的三角瓶中，加入无菌水冲洗两边，第三遍用含有500ul/L羧苄青霉素的无菌水冲洗一遍，移液枪吸掉多余水分后将愈伤组织转移到无菌滤纸上利用超净台的风吹干愈伤上的水，吹风时间控制在30min左右，待愈伤组织吹干后转移到筛选培养基上进行筛选培养，培养条件28-30℃，暗培养3-4周。
5、分化再生
筛选一个月后，可见颜色鲜黄的阳性愈伤长出，此时可将阳性愈伤挑取到分化培养基上进行分化再生。每个分化皿上放16颗阳性愈伤，置于28-30℃温室中光照培养。一般10天左右可见愈伤冒出绿点，再经过10d左右分化出幼苗。
6、幼苗生根
待分化出的幼苗长到2-3cm左右，有明显根系的时候就可以将幼苗转移到生根培养基上让幼苗长大。生根培养基要倒在比较高的瓶子或管子里，生根后的苗子才有足够的空间长高，生根培养条件28-30℃，无菌光照培养。
实施例3：OsJAZ2基因突变株系和过表达的获得与筛选
取上述获得的水稻幼苗的新鲜叶片，迅速转移至液氮预冷的研钵中，不间断加入液氮，充分研磨成粉末，将粉末转移至1.5mL灭菌的离心管中，采用CTAB法提取DNA，以上述的突变体植株基因组DNA为模板，用引物进行扩增。
所用引物序列为：
OsJAZ2-F:CAAAAAGAAAGAGAGGCCAACAA
OsJAZ2-R:CCGGGAACCTCC TCGTTT。
具体过程如下：
扩增体系为50μL：其中2×Taq Mix 25μL、F-Primer 2μL、R-Primer 2μL、DNA 2μL和ddH2O 19μL。
PCR扩增程序为：94℃ 5min，19个循环(94℃ 30s/45s，64℃ 30s-0.5℃/cycle，72℃ 30s)，24个循环(94℃ 30s，58℃ 30s，72℃ 30s)，72℃ 5min，16℃ 2min。
将获得带有靶序列的OsJAZ2基因片段，送至江苏赛索飞生物科技有限公司测序。对测序结果进行比较，获得OsJAZ2基因序列发生突变的株系。以上述的过表达植株基因组DNA为模板，用引物进行PCR扩增(方法同上)。鉴定上述的过表达植株含有目标基因。经过2次继代培养和鉴定，获得纯合株系。
扩增引物序列为：
HYG-F:GAAAAGTTCGACAGC GTCTCCG
HYG-R:GGCAGTTCGGTTTCAGGCAGGT。
野生型OsJAZ2基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，其OsJAZ2蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.3所示。经测序可知，得到1bp缺失的突变株系Osjaz2基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.4所示。
SEQ ID NO.1：
TGATAACAAGACGACCACCACCAATCGCCGGAGGTGGAGAAGACGACGACGTACGACGAATTGGCTATAGCTAGCTAGCTAGCTGATTGATCCACCGATCGATCGAAGAGGAAGAAGAAGAATTGATCGATCGATCGATTGATTGATCGATTGATCAGAGAGGAAGAAGAATTTGATTGATCGATCGACGACGAAGCTATATATATAGTCGTCGGATTGATCGATCGATCGATGGCGGAGGAGCGGAGGAGAGACGACGGCGGCGACGTGGAGGTGGAGCTGAGCCTCCGGCTGAGGACCGGGGACGACAGTACAAGTGCTGACCCGGCGCCGGCGACGGTGGCGGCGGAGGCGAGGAGGAACTTGACCATCTTCTACAACGGCCGGATGTGCGCCGTCAACGTCACCGAGCTACAGGTAATTAATTAATTTAATTAATTTGGGTTTCCTGATCATTCATTTCGATCAACATCTGTTAATCTCTCTGGATTTTCGTGTTCTTATTATGATCATCGATCGTCTAATTACCAGCCTGGATCTATAGATCACTACTAACAAATTAATTAACAAACCTAAAAAAATTAATTAACCCCTTTTTTAGGGAGATCTCTGAACTTAGTTAATTAACCTCATTGTTGATATATAGCATTCTGACAGCTGGTTATGGGATGGGAAATGTTATTTGTTCCTCATCCTAGCTATATCTAGCTTATTTCCCCAAACAAATGAAACTTTAATTAGCTCAAGCATATACACATATATGATTTTTATTTTTAATAACGAAATGCGTCTATATATAGTTCAAATAACCTTGGGATAGAAGCATTAAGAGGAATGCTAATATCTCCCTTGATTTACTTCCTAGCTTATTCCGTTTTGCAAAGTCTAGACCTCTACTAATATCCAAATTAACTTGAAGTTTAGCTCACTCCAATCTGTCAATTTCAAGTTCACAGCAGTATCTCCGTTATCATTTCTCGTATTTAGGCTGTGTAGATACACAAAACAATATGTTCACAAACTATATACATATTATCAATTTTTTAATTAATTAATTAACACACCAAAATTTGGTCTCCATCTAGATTAGTTAATTAACAGGGGTAGGTCCAACAGCATGGTTGAAACTTGAAGATTCTTACTACTGAACAATTTATACCACGTGTTGTACCAAATCAAGGGGACAGAACAAAAGTAAAGACTTACTGTAGAACACTAGTCTACCTTTAGCTGGTGGCTGCGTCATTGACCAATTAATAATAATTAACGCGGAATTAATAATGCATACCTATCATATGCAAGCACGTTGTTTTGCTGGGCTCCCCGGCAAACCAAGCAGCTAGGTAGTGAGAACACACCTCAATTCATTAATTTAGACTTGACCAACTAAAACAATGTTAGTTTTGGTCTTAATCCATCGCTGTCGCCAGCACAAACTAACATTTATATATTCACAAAAGCAACCACTTTGCTCACCGATGCTTTTGACTCTGATAGATTCATGCAATCCATATCGTTGATTTGATCTACTCCTGTCGACATGAGATATTTTCACGACAACAAATAGAGTACATGTACTCTCGCATTTTTTAATATATGGTGTTGTTAACATTTTAGATATGTTAATTTGATCCTTCATTTTATTAAAAAAAATATATAATTATGATTTAGTTTATTATGATTTGATTCTTTAAGCCTGATTTAATTTATTTTATACTTACATAAATTTTTAAAAATTGAAATAAGACGAATGGTCAAGTATTTATAAAAAAATAATGGTGTCATATATTAAAAAGTGTAGGTACTATTGGTAATAACTGATTAGTGTTTTGTTGTGCATTTTGTAATTTCAAGTAATGATTAAATTATTCGGTTTGATTTTTGTGTTCTGATTGATTTATGGCATCCAGGCGAGGACGATCATATCCATGGCGAGCCAAGGAAATTTCGGCAAGCAGCAGCAGCAGCAAATACAGGGTAGGGACGATCACCACTACCACCAGGGCGAGAGCAGCAGCGGCGGCGGCGTTTCCACGGCGGCGGCGCGGCACTGCGACGTCGCCGGCAGCAGCAGCAGCCACAGCGGCAGCGGCAGCGGCAGCGCGACGCCGCCCCGGCCGGCGCTGGTTTCTCCTCGCGCGGGCCTTCAGGCGGCCGCGGCGGCGGCGCCGACGATGAACCAGCCGCCGGCGGCGAGCGGGCTGTCCATGAAGCGGTCGCTGCAGCGATTCCTCGAGAAGAGGAAGACGAGGGCCGCCGCGCCGCTGTACGCCCGGCGATAG
SEQ ID NO.2：
ATGGCGGAGGAGCGGAGGAGAGACGACGGCGGCGACGTGGAGGTGGAGCTGAGCCTCCGGCTGAGGACCGGGGACGACAGTACAAGTGCTGACCCGGCGCCGGCGACGGTGGCGGCGGAGGCGAGGAGGAACTTGACCATCTTCTACAACGGCCGGATGTGCGCCGTCAACGTCACCGAGCTACAGGCGAGGACGATCATATCCATGGCGAGCCAAGGAAATTTCGGCAAGCAGCAGCAGCAGCAAATACAGGGTAGGGACGATCACCACTACCACCAGGGCGAGAGCAGCAGCGGCGGCGGCGTTTCCACGGCGGCGGCGCGGCACTGCGACGTCGCCGGCAGCAGCAGCAGCCACAGCGGCAGCGGCAGCGGCAGCGCGACGCCGCCCCGGCCGGCGCTGGTTTCTCCTCGCGCGGGCCTTCAGGCGGCCGCGGCGGCGGCGCCGACGATGAACCAGCCGCCGGCGGCGAGCGGGCTGTCCATGAAGCGGTCGCTGCAGCGATTCCTCGAGAAGAGGAAGACGAGGGCCGCCGCGCCGCTGTACGCCCGGCGATAG
SEQ ID NO.3：
Met Ala Glu Glu Arg Arg Arg Asp Asp Gly Gly Asp Val Glu Val Glu LeuSer Leu Arg Leu Arg Thr Gly Asp Asp Ser Thr Ser Ala Asp Pro Ala Pro Ala ThrVal Ala Ala Glu Ala Arg Arg Asn Leu Thr Ile Phe Tyr Asn Gly Arg Met Cys AlaVal Asn Val Thr Glu Leu Gln Ala Arg Thr Ile Ile Ser Met Ala Ser Gln Gly AsnPhe Gly Lys Gln Gln Gln Gln Gln Ile Gln Gly Arg Asp Asp His His Tyr His GlnGly Glu Ser Ser Ser Gly Gly Gly Val Ser Thr Ala Ala Ala Arg His Cys Asp ValAla Gly Ser Ser Ser Ser His Ser Gly Ser Gly Ser Gly Ser Ala Thr Pro Pro ArgPro Ala Leu Val Ser Pro Arg Ala Gly Leu Gln Ala Ala Ala Ala Ala Ala Pro ThrMet Asn Gln Pro Pro Ala Ala Ser Gly Leu Ser Met Lys Arg Ser Leu Gln Arg PheLeu Glu Lys Arg Lys Thr Arg Ala Ala Ala Pro Leu Tyr Ala Arg Arg
SEQ ID NO.4：
ATGGCGGAGGAGCGGAGGAGAGACGACGGCGGCGACGTGGAGGTGGAGCTGAGCCTCCGGCTGAGGACCGGGGACGACAGTACAAGTGCTGACCCGGCGCCGGCGACGGTGGCGGCGGAGGCGAGGAGGAACTTGACCATCTTCTACAACGGCCGGATGTGCGCCGTCAACGTCACCGAGCTACAGGCGAGGACGATCATATCCATGGCGAGCCAAGGAAATTTCGGCAAGCAGCAGCAGCAGCAAATACAGGGTAGGGACGATCACCACTACCACCAGGGCGAGAGCAGCAGCGGCGGCGGCGTTTCCACGGCGGCGGCGCGGCACTGCGACGTCGCCGGCAGCAGCAGCAGCCACAGCGGCAGCGGCAGCGGCAGCGCGACGCCGCCCCGGCCGGCGCTGGTTTCTCCTCGCGCGGGCCTTCAGGCGGCCGCGGCGGCGGCGCCGACGATGAACCAGCCGCCGGCGGCGAGCGGGCTTCCATGAAGCGGTCGCTGCAGCGATTCCTCGAGAAGAGGAAGACGAGGGCCGCCGCGCCGCTGTACGCCCGGCGATAG
实施例4：碱胁迫下OsJAZ2基因表达水平分析
1、植物培养
挑选饱满有光泽的水稻种子冲洗表面尘土，75％(v/v)酒精充分消毒5min，用蒸馏水将种子冲洗干净，转入透气塑料组培瓶中，蒸馏水浸泡，置于28℃恒温培养箱中浸泡48h(每24h更换一次蒸馏水)，倒掉蒸馏水，使种子保持湿润状态，继续将种子置于30℃恒温培养箱黑暗条件下催芽24h。挑选出芽一致的种子，18粒分为一组，播种到剪去管底的3连排PCR管中，然后将PCR管置于320mL一次性塑料杯中，放入恒温培养箱中，光照12h/25℃，黑暗12h/20℃，光照强度350μmol·m-2·s-1，蒸馏水培养7d，然后换1/2木村营养液培养7d，预培养14-d长势一致的水稻幼苗平均分为两组分别进行以下处理，处理I：采用0、5、10、15mMNa2CO3溶液浸根处理水稻幼苗3d；处理II：采用15mM Na2CO3溶液浸根处理水稻幼苗，分别于处理的第1d、2d、3d采集水稻幼苗根组织，装入RNase灭活的2mL离心管中，于液氮中速冻，-80℃保存。
2、RNA提取和cDNA第一链合成
按照TaKaRa MiniBEST Plant RNA Extraction Kit说明书提取水稻幼苗根系的总RNA。按照TaKaRa PremeScriptTM RT reagent Kit with gDNA Eraser反转录试剂盒说明书进行cDNA第一链合成。
3、OsJAZ2基因表达水平分析
以水稻稳定表达的看家基因β-actin作为内参基因，以不同处理的cDNA为模板进行qRT-PCR。结果见图2，如图2所示，OsJAZ2基因在碱胁迫下能够高水平表达。
所用扩增引物序列为：
actin所用的引物为：
actin-F:TTCCAGCCTTCCTTCATA
actin-R:AACGATGTTGCCATATAGAT
OsJAZ2相对定量表达引物为：
OsJAZ2-F:CAAAAAGAAAGAGAGGCCAACAA
OsJAZ2-R:CCGGGAACCTCCTCGTTT。
qRT-PCR反应体系为20μL：Green Premix Ex TaqII 10μL,上游引物0.8μL，下游引物0.8μL，ROX Reference DyeII/>0.4μL,cDNA 2μL,ddH2O 6μL。
反应程序为：95℃30S，40个循环(95℃5S，60℃34S)，95℃15S，60℃60S，95℃15S。
实施例5：碱胁迫下OsJAZ2不同株系表型鉴定
1、方法按照实施例4，将预培养14d的OsJAZ2不同株系水稻幼苗进行15mM Na2CO3溶液浸根处理水稻幼苗5d，观察长势，并拍照。结果显示，与野生型WT相比，过表达株系OE-OsJAZ2幼苗叶片萎蔫卷曲程度较轻，而敲除株系Osjaz2则萎蔫卷曲更为严重，见图3。
2、碱处理5d后，计数存活和死亡的幼苗数，计算存活率，用直尺量取株高，使用电导率仪测量根系电导率来表征根系质膜损伤。结果显示，过表达株系OE-OsJAZ2的株高和存活率显著高于野生型WT和敲除突变株系Osjaz2，Osjaz2株高和存活率都明显低于WT；过表达株系OE-OsJAZ2的质膜损伤程度显著降低于敲除突变株系Osjaz2和野生型WT，敲除突变株系Osjaz2的质膜损伤程度高于野生型WT，说明OsJAZ2基因具有调控水稻耐碱作用，结果见图4。
3、轻、中度碱土盆栽试验,采用正常土与碱土配比为pH 8.5轻度碱土和pH 8.9的中度碱土进行盆摘，进一步确定耐碱表型。结果显示，在轻、中度盐碱土盆栽试验中各株系长势也表现为OE-OsJAZ2>WT>Osjaz2趋势，见图5。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (6)
1.OsJAZ2基因在提高水稻抗碱能力中的应用，其特征在于，该基因的核苷酸序列如SEQID NO.2所示。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述OsJAZ2基因编码蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.3所示。
3.OsJAZ2基因在提高水稻遗传育种中的应用，其特征在于，该基因的核苷酸序列如SEQID NO.2所示。
4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述OsJAZ2基因编码蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.3所示。
5.一种提高水稻抗碱胁迫能力的方法，其特征在于，在目标水稻种质基因组过表达OsJAZ2基因，所述OsJAZ2基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。
6.一种降低水稻抗碱胁迫能力的方法，其特征在于，在目标水稻种质基因组中通过CRSPR/Cas9基因编辑技术引起1bp碱基缺失，所述突变型OsJAZ2基因的核苷酸序列如SEQID NO.4所示。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410144512.9A CN118006661A (zh) | 2024-02-01 | 2024-02-01 | OsJAZ2基因在提高水稻抗碱能力中的应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410144512.9A CN118006661A (zh) | 2024-02-01 | 2024-02-01 | OsJAZ2基因在提高水稻抗碱能力中的应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN118006661A true CN118006661A (zh) | 2024-05-10 |
Family
ID=90949837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202410144512.9A Pending CN118006661A (zh) | 2024-02-01 | 2024-02-01 | OsJAZ2基因在提高水稻抗碱能力中的应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN118006661A (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111778226A (zh) * | 2020-07-21 | 2020-10-16 | 东北师范大学 | 一种水稻耐碱胁迫相关的质膜H+-ATPase蛋白及其应用 |
| US20210115464A1 (en) * | 2019-10-17 | 2021-04-22 | Board Of Trustees Of Michigan State University | Elevated resistance to insects and plant pathogens without compromising seed production |
| CN114410648A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-04-29 | 海南大学 | SlJAZ2蛋白及其互作蛋白在提高番茄抗病性方面的应用 |
| CN115850418A (zh) * | 2022-10-21 | 2023-03-28 | 中国农业科学院作物科学研究所 | OsNPF7.3蛋白在调控水稻耐碱性中的应用 |
-
2024
- 2024-02-01 CN CN202410144512.9A patent/CN118006661A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20210115464A1 (en) * | 2019-10-17 | 2021-04-22 | Board Of Trustees Of Michigan State University | Elevated resistance to insects and plant pathogens without compromising seed production |
| CN111778226A (zh) * | 2020-07-21 | 2020-10-16 | 东北师范大学 | 一种水稻耐碱胁迫相关的质膜H+-ATPase蛋白及其应用 |
| CN114410648A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-04-29 | 海南大学 | SlJAZ2蛋白及其互作蛋白在提高番茄抗病性方面的应用 |
| CN115850418A (zh) * | 2022-10-21 | 2023-03-28 | 中国农业科学院作物科学研究所 | OsNPF7.3蛋白在调控水稻耐碱性中的应用 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| BISHT N 等: "Comprehensive analysis of OsJAZ gene family deciphers rhizobacteria-mediated nutrient stress modulation in rice", 《INT J BIOL MACROMOL》, vol. 253, no. 3, 31 December 2023 (2023-12-31), pages 1 - 12 * |
| ZHU D 等: "Over-expression of a novel JAZ family gene from Glycine soja, increases salt and alkali stress tolerance", 《BIOCHEM BIOPHYS RES COMMUN》, vol. 426, no. 2, 21 September 2012 (2012-09-21), pages 273 - 279 * |
| 中国优秀硕士学位论文全文数据库: "OsJAZ1调控水稻抗旱性的机制", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库》, no. 1, 15 January 2019 (2019-01-15), pages 047 - 113 * |
| 孙宝龙: "水稻和拟南芥JAZ家族基因的功能比较分析", 《山东农业大学》, 27 September 2023 (2023-09-27), pages 1 - 99 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109456982B (zh) | 水稻OsMYB6基因及其编码蛋白在抗旱和抗盐中的应用 | |
| CN112724214B (zh) | 一种文冠果干旱诱导转录因子XsMYB308L及其应用 | |
| WO2022135246A1 (zh) | 一种控制大豆-根瘤菌匹配性的r基因及其蛋白质和应用 | |
| CN112322628A (zh) | 调控棉花对黄萎病和干旱抗性的转录因子GhWRKY1-like基因及应用 | |
| CN110358772B (zh) | 提高水稻非生物胁迫抗性的OsEBP89基因及制备方法与应用 | |
| CN1876813A (zh) | 一种提高结缕草抗寒性的方法 | |
| CN112522291B (zh) | 水稻OsSH3P2基因及其应用 | |
| CN113604480A (zh) | 一种玉米转录因子ZmHsf28及应用 | |
| CN117417957A (zh) | 一种增加水稻香味的方法 | |
| CN112430584A (zh) | 一种杜梨泛素连接酶基因、编码蛋白及其在植物抗旱遗传改良中的应用 | |
| CN111394365A (zh) | OsDUF6基因在提高水稻耐旱性中的应用 | |
| CN112513275A (zh) | 一种miR396或其编码基因的突变体在调控植物农艺性状的应用 | |
| CN108676081B (zh) | 紫云英leafy基因及其应用 | |
| CN113234720B (zh) | 小麦长链非编码RNAlncR156及其在调控小麦响应干旱胁迫中的应用 | |
| CN116024226A (zh) | 一种提高抗性的木薯MeGRXC3基因及其应用 | |
| CN114921583A (zh) | 一种控制小麦株高的QTL及其候选基因TaDHL-7B和应用 | |
| CN114703198A (zh) | 一种番茄转运蛋白SlZIF1的克隆及其应用 | |
| CN118006661A (zh) | OsJAZ2基因在提高水稻抗碱能力中的应用 | |
| WO2013010368A1 (zh) | 水稻通气组织形成关键基因OsLSD2的应用 | |
| CN108752442B (zh) | 彩色马铃薯耐盐性相关StDof2蛋白及其编码基因与应用 | |
| CN104805065B (zh) | 一种水稻组蛋白脱乙酰化酶及其编码基因和应用 | |
| CN115960952B (zh) | 过表达玉米ZmHB53基因的表达载体和构建方法及其在提高植物耐旱性中的应用 | |
| CN114958866B (zh) | 调控大豆分枝数的基因及其用途 | |
| CN110760524B (zh) | 特异DNA片段com58276及其在调控植物抗逆性中的应用 | |
| CN117431256B (zh) | 一个小麦黄花叶病抗病基因TaRx-2D及其编码的蛋白和应用 |
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 |