[发明专利]OsTMF基因在控制水稻耐低温中的应用

说明书

本发明属于植物基因工程技术领域。具体涉及OsTMF基因在控制水稻耐低温中的应用。本发明采用候选基因筛选方法，通过反向遗传学手段，克隆得到一个控制水稻耐低温应答基因OsTMF，该基因的编码区是序列表SEQ ID NO：1中446‐3544位碱基所示的序列，该基因编码的蛋白质序列如SEQ ID NO：2至SEQ ID NO：44所示。低温胁迫表型鉴定结果表明，超表达OsTMF基因造成转基因水稻低温敏感表型，而OsTMF基因的缺失突变能显著提高水稻耐低温的能力，本发明证实了该基因的生物学功能及其应用的途径和方法。

技术领域

本发明涉及水稻基因工程技术领域。具体涉及分离、克隆和通过功能验证得到一种能够提高低温耐受能力的水稻OsTMF基因在水稻耐低温遗传改良中的应用。本发明采用候选基因筛选的方法，通过反向遗传学手段，克隆到控制水稻耐低温应答基因OsTMF，低温胁迫表型鉴定结果表明，超表达OsTMF基因造成转基因水稻低温敏感表型，而OsTMF基因的缺失突变能显著提高水稻耐低温的能力，证实了该基因的功能及应用途径。

背景技术

非生物逆境(如干旱、涝害、高温、低温、盐碱等)严重制约着植物的生长发育和作物的生产增收，水稻是世界上主要的粮食作物之一，研究水稻对非生物逆境的适应和抵抗机制，将有助于对其进行抗逆遗传改良，扩大种植范围、提高产量。为了适应各种环境变化，在逆境中生存下来，植物在长期的进化过程中形成了一系列复杂的逆境应答调控机制，通过对环境胁迫信号的感知、传递和应答反应，在分子水平、细胞水平和植株水平上发生一系列变化，产生相应的耐受机制或适应性，从而最大限度地降低胁迫带来的伤害，维持基本的生理活动(Xiong等，Cell signaling during cold,drought and salt stress.PlantCell.14(suppl),S165–S183，2002)。功能基因对环境做出反应的过程中能否正确表达，受到了调控因子的精细调节。转录因子作为一种调控基因，当生物体感受逆境胁迫时，能调控一系列下游基因的表达，从而增强植物体对逆境的耐受能力，达到抵抗不良环境条件胁迫的效果。大多数类型的转录因子都参与了植物的非生物逆境应答反应，包括AP2/EREBP、bZip、HD‐ZIP、MYB、MYC、NAC和Zinc finger类转录因子(Yamaguchi‐Shinozaki K,Shinozaki K.Transcriptional regulatory networks in cellular responses andtolerance to dehydration and cold stresses.Annu Rev Plant Biol,2006,57:781‐803)。通过基因工程，部分逆境应答转录因子已经成功应用于水稻抗逆遗传育种。SKIP(ski‐interacting protein)是一个在真核生物中保守存在的重要蛋白，SKIP的水稻同源基因OsSKIPa在水稻中超量表达后能显著提高转基因植株在苗期和成株期的耐旱性，而对低温胁迫敏感性显著提高(Hou等.A homolog of human ski‐interacting protein inrice positively regulates cell viability and stress tolerance.Proc Natl AcadSci U S A,2009,106:6410‐6415)。