[发明专利]一种在高温下产生可变剪切的转录因子OsbZIP58及其在调控水稻耐高温中的应用

说明书

本发明公开了一种在高温下产生可变剪切的转录因子OsbZIP58及其在调控水稻耐高温中的应用。在水稻中鉴定出是一个响应高温的胚乳特异性转录因子OsbZIP58，其T‑DNA插入缺失突变体osbzip58对35℃及以上高温天气特别敏感。OsbZIP58在高温下还会出现可变剪切。进一步研究表明OsbZIP58可变剪切产生了全长蛋白OsbZIP58α和截断蛋白OsbZIP58β两种蛋白。OsbZIP58β截断蛋白的转录激活功能明显低于全长蛋白OsbZIP58α，表明高温可能是通过调控该基因的可变剪切来影响稻米中储藏物质。因此可以通过利用该基因的可变剪切可对水稻品种进行转基因改造，本发明提供了一种在高温下条例水稻胚乳储藏物质合成的分子机制，并为通过基因工程手段培育耐35℃及以上高温天气的水稻材料提供基础。

技术领域

本发明属于植物基因工程领域，具体来说，本发明涉及一种在高温下产生可变剪切的转录因子OsbZIP58及其在调控水稻耐高温中的应用。

背景技术

水稻是我国的主要粮食作物之一。灌浆结实期的温度严重影响了稻米的产量和品质，一般来说，灌浆期高温会造成稻米的总淀粉含量下降、垩白增多、粗蛋白含量增加、粗脂肪含量下降、食味变差。淀粉是稻米的主要储藏物质和营养物质，水稻胚乳中淀粉的含量和结构直接影响水稻的产量和品质高温对品质的影响也必定是通过调节这些关键酶的合成、活性以及它们之间的相互作用来实现的。但迄今为止，对高温下储藏物质合成的调控机制还鲜有报道。对于温度如何影响稻米中淀粉、蛋白质和脂类等储藏物质积累的分子机理和调控网络仍未涉及。因此研究高温下水稻储藏物质积累的相关调控因子，对水稻耐高温育种具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在高温下产生可变剪切的转录因子OsbZIP58及其在调控水稻耐高温中的应用，OsbZIP58(LOC_Os07g08420)在高温下水稻种子中储藏物质积累中的功能及其应用。OsbZIP58基因的T-DNA插入缺失突变体osbzip58对高温特别敏感，灌浆期高温处理会造成osbzip58突变体种子灌浆严重不足，淀粉、粗脂肪和蛋白等储藏物质含量明显减少。OsbZIP58高温下会产生可变剪切以及不同剪切体在调控高温下储藏物质合成中的功能及其应用。

本发明提供了一种在高温下产生可变剪切的转录因子OsbZIP58，水稻OsbZIP58基因表达响应高温并且在高温下会产生可变剪切，osbzip58缺失突变体对高温特别敏感，高温下osbzip58突变体内的淀粉、脂类和储藏蛋白等储藏物质含量明显减少。水稻OsbZIP58在35℃及以上高温下产生的可变剪切有三种的核苷酸序列如序列表中SEQIDNO：1、SEQIDNO：2和SEQIDNO：3所示。

本发明提供了一种水稻OsbZIP58在35℃及以上高温下产生不同剪切体编码的两种蛋白氨基酸序列如序列表中SEQIDNO：4和SEQIDNO：5所示。

本发明公开了一种在高温下产生可变剪切的转录因子OsbZIP58在调控水稻耐高温中的应用。

本发明所述的水稻OsbZIP58基因在高温下产生可变剪切表达模式在不同水稻品种具有明显差异，OsbZIP58可变剪切产生了全长蛋白OsbZIP58α和截断蛋白OsbZIP58β两种蛋白，OsbZIP58β截断蛋白的转录激活功能明显低于全长蛋白OsbZIP58α，表明高温可能是通过调控该基因的可变剪切来影响稻米中储藏物质，尤其是储藏蛋白的合成。水稻OsbZIP58可变剪切产生的两种蛋白OsbZIP58α和OsbZIP58β，OsbZIP58α的转录激活活性明显强于OsbZIP58β。两个全长互补株系OsbZIP58α(CL1和CL6能互补osbzip58-1突变体高温敏感表型，而两个截断蛋白互补株系OsbZIP58β(CL2和CL5)种子不能完全互补突变体osbzip58-1突变体高温敏感表型。