[发明专利]水稻抗旱性OsSINAT5基因及其编码蛋白与应用

说明书

技术领域：

本发明涉及植物生物技术领域，具体涉及一个水稻锌指蛋白基因DNA片段(基因)的分离克隆、功能验证和应用。 

背景技术：

植物由于其固着生长的生物学特性，使植物在生长发育过程中与环境密切相关，并且在生长过程中不可避免地受环境信号的调控并遭遇到各种逆境胁迫，如盐碱、贫瘠、干旱的土地，寒冷、冰冻的气候，各种病原微生物的侵害等，而干旱、盐碱、高温等非生物胁迫是目前引起世界范围内农作物减产的主要原因，世界各国政府及科研人员都迫切希望通过生物技术途径帮助解决这个重大问题。植物对逆境的响应和适应不仅通过生理生化过程，还需要通过分子细胞水平的调控，所以研究植物在逆境条件下的生长发育特性，尤其在分子水平揭示这种特性，是培育能在逆境条件下正常生长发育的植物的重要基础；更是利用现代生物技术改良植物获得抗逆性强的植物的先决条件。 

干旱、高盐和低温等环境胁迫已极大的限制了全世界粮食产量的提高，干旱是限制农业生产的最主要因素。据统计，干旱对世界粮食作物的影响在各种自然灾害中居于首位，其危害相当于其它自然灾害之和。因此，认识植物对干旱的反应机制，提高植物的抗旱性，是农业增产的重要基础。在干旱等逆境下，植物能够在分子、细胞和整体水平上做出相应的调整，以最大程度地减少环境所造成的伤害并得以生存。干旱对植物的影响主要是引起渗透胁迫并抑制植物的生长、损伤植物细胞，最终引起DNA的降解而导致植物细胞的死亡。干旱对植物的影响，仅有一部分可能是植物的一种适应反应，许多反应是因胁迫而致的生理损伤结果。这一过程与植物对高盐及低温引起的渗透胁迫的反应相似。 

现有的研究表明，渗透胁迫能够诱导或抑制基因的表达，这些基因的产物不仅能够直接参与植物的胁迫应答，而且能够调节其它相关基因的表达或参与信号传导途径，从而使植物避免或减少伤害，增强对胁迫环境的抗性。泛素(Ubiquitin)是一种在真核生物中普遍存在的由76个氨基酸组成的小蛋白，其氨基酸序列和结构都高度保守。泛素介导的蛋白质降解是通过泛素/26S蛋白酶体途径实现的。其基本过程是：泛素分子在ATP存在的情况下被泛素激活酶(E1)激活，使泛素的C末端甘氨酸结合到E1的半胱氨酸巯基上，然后转移到泛素结合酶(E2)的半胱氨酸巯基上，最后在泛素连接酶(E3)的作用下，共价连接到靶蛋白分子的赖氨酸残基上，形成多聚Ub-靶蛋白复合物；该复合物被26S蛋白酶体所识别并被降解成小肽或氨基酸，同时释放Ub供循环利用。大量研究表明，由泛素介导的蛋白质降解是生物体维持自身正常生长发育和适应环境的重要生理生化过程。目前，在拟南芥(Arabidopsis thaliana)中已经鉴定出XERICO(KO et al.，2006)、SIZ1(Catala et al.，2006)、SDIR1(Zhang et al.，2007)、DRIP1和DRIP2(Qin et al.，2008)以及PUB22和PUB23(Cho et al.，2008)等泛素连接酶直接参与植物对干旱反应关键步骤的控制，超量表达或抑制这些基因的表达能显著增强植物的抗旱性，这些研究表明泛素介导的蛋白质降解在植物抗旱反应中起着重要作用。

水稻是世界主要粮食作物，全世界约三分之二的人口以稻米为食。而我国是最大的稻米生产国和消费国，其稻作面积和稻作总产量分别占全世界23％和37％，世界范围内的降水减少和分布不均对其生产影响很大。再者，我国每年用水总量为5000亿m³，农业用水占70％，而水稻又是农业耗水的第一大户，其耗水量占全国总用水量的54％左右，占农业总用水量的65％以上。随着我国人口的不断增加，工业的快速发展和生态环境的恶化，我国正面临着越来越严重的缺水问题，干早严重制约着我国粮食产量的提高，因此进行水稻抗早性研究，对于提高作物抗早性和减少农业生产用水具有重要意义。但目前在水稻中培育出的抗旱转基因水稻还较少，因此找出水稻中与抗旱相关的泛素连接酶，培育抗旱的品种对提高水稻产量具有重要意义。 

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是：针对上述现有技术的不足，提供一种水稻抗旱性OsSINAT5基因及其编码蛋白与应用，可提高水稻的抗旱性。 

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种水稻抗旱性OsSINAT5基因在培育抗旱性水稻中的应用，该水稻抗旱性OsSINAT5基因的核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示。