[发明专利]一种水稻蛋白及其编码基因在调控植物抗旱性中的应用

说明书

技术领域

本发明属于生物技术领域，涉及一种水稻蛋白及其编码基因在调控植物抗旱性中的应用。

背景技术

随着全球气候变化，非生物胁迫对植物生长的影响已经成为人类面临的重大挑战之一，严重制约着植物的生长和发育，在农业生产中直接造成作物减产。非生物胁迫是指在特定环境下，任何非生物因素对植物所造成的不利影响，包括干旱、低温、盐碱等因素，其中干旱是制约植物生长的一个最主要的胁迫因素。而水稻是目前全世界最重要的粮食作物之一，是全世界56%人口的主食。据统计非生物胁迫中的干旱胁迫对水稻造成的减产已经是其他因素造成减产的总和，因此提高水稻的耐干旱能力已经是现代社会解决的关键问题。研究水稻在干旱胁迫下的功能基因调节及胁迫应答的分子机理已成为当今最热点的课题之一，通过基因工程技术与突变体筛选培育手段获得非生物胁迫耐受性相关的基因品种对提高农业生产具有十分重要的实践意义。

水稻（Oryza sativa L.）成为继拟南芥（Arabidopsis thaliana）之后的另外一类重要的模式植物，它比其他作物如玉米、小麦等的基因组小，基因组长度大约为420万碱基对，估计约有2-4万个表达基因。到目前为止参与非生物胁迫应答响应的很多基因已经被研究报道，根据功能将其分为以下几类：（1）渗透保护大分子，包括氨基酸类物质、胺类物质、糖和糖醇类物质。与这些大分子合成相关的基因被认为对植物非生物胁迫响应有作用。（2）胚胎发育后期丰富蛋白（Late Embryogenesis Abundant Proteins，LEA），过量表达该类基因可以有效的提高植物对干旱和高盐的耐受性。（3）抗氧化基因，植物受到非生物胁迫后，体内的活性氧化物（Reactive Oxygen Species，ROS）含量上升，从而对植物细胞造成伤害。清除ROS的系统可有效清除细胞内ROS，已有研究与ROS清除相关的基因编码蛋白包括，超氧化物歧化酶（SOD）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）、谷胱甘肽硫转运蛋白或谷胱甘肽过氧化物酶、谷胱甘肽还原酶（GR）、单脱氢抗坏血酸还原酶等。（4）膜转运蛋白，调控膜离子转运蛋白的表达是提高盐胁迫的重要手段。如拟南芥中的Na⁺/H⁺转运蛋白的AtNHX1基因及SOS信号途径中的SOS1（Salt Overly-Sensitive1）同样编码质膜Na⁺/H⁺转运蛋白。（5）转录因子，是在逆境胁迫信号途径中发挥关键作用的调节蛋白。与胁迫响应基因表达有关的转录因子家族bZIP、MYC/MYB、HD-Zip、Zn finger和ABI3/VP1家族。（6）蛋白激酶，蛋白磷酸化是一种重要的蛋白翻译后修饰，这种作用在植物应答非生物胁迫中起着重要作用。如MPK3和MPK6以及SOS2（Salt Overly Sensitive2）。（7）激素信号，激素合成及信号途径是传递胁迫信号的到胞内的重要过程。包括ABA，生长素，茉莉酸和水杨酸。（8）miRNA，是一类具有20个左右核苷酸长度的RNA分子，它们能为RNA诱导沉默复合物（RNA-induced silencing complex，RISC）提供底物特异性，从而调节靶基因的表达，在非生物胁迫中起到重要作用。如此众多类型的调控非生物胁迫响应的途径已经被揭示，由于多数是在拟南芥中进行研究，而在大田作物中的研究还较为匮乏，因此进一步在水稻中挖掘和探索与非生物胁迫响应相关的新基因是十分必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种水稻蛋白及其编码基因在调控植物抗旱性中的应用。

本发明所提供的应用，具体为由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质（命名为OsFLP蛋白）或其编码基因（命名为OsFLP基因）在如下a1）或a2）中的应用：

a1）调控植物抗旱性；

a2）选育抗旱性提高的植物品种。

在上述a1）中，所述调控植物的抗旱性，具体体现在：所述由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的OsFLP蛋白在所述植物中的表达量越低，所述植物的抗旱性越弱；所述由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的OsFLP蛋白在所述植物中的表达量越高，所述植物的抗旱性越强。

在上述a2）中，在实际应用中，当所选育的植物品种为抗旱性强的植物品种时，需将所述OsFLP蛋白表达量较高的植株作为亲本进行杂交。当所选育的植物品种为抗旱性低的植物品种时，需将所述OsFLP蛋白表达量较低的植株作为亲本进行杂交。