[发明专利]一种水稻类钙调磷酸酶B蛋白互作蛋白激酶及其在育种中的应用

说明书

本发明涉及农业育种技术领域，具体涉及一种水稻类钙调磷酸酶B蛋白互作蛋白激酶及其在育种中的应用，水稻类钙调磷酸酶B蛋白互作蛋白激酶为CIPK17；CIPK17的过表达植株CIPK17‑OE2和CIPK17‑OE3在正常生长条件下表现为抑制植物的幼苗生长表型，CIPK17突变体CRISPR CIPK17‑41和CRISPR CIPK17‑44均表现与亲本表型相似，即幼苗生长正常，与野生型无异。CIPK17的材料在3μM甲基紫晶MV处理下，过表达植株CIPK17‑OE3和CIPK17‑OE9的幼苗生长表型明显好于亲本，CIPK17突变体CRISPR CIPK17‑41和CRISPR CIPK17‑44则与亲本表型相似。本发明通过实验证明CIPK17过表达株系和突变体，分别具有抗除草剂，幼苗生长好于亲本表型/正常表型及正常生长条件下，抑制幼苗生长的表型/正常表型，通过对水稻CIPK17进行转基因研究分析，筛选出需要的水稻种子进行培育，选种准确，节省时间。

技术领域

本发明涉及农业育种技术领域，具体涉及一种水稻类钙调磷酸酶B蛋白互作蛋白激酶及其在育种中的应用。

背景技术

水稻是一种禾本科自花授粉植物。一年可生产一代甚至两代、籽粒多、生活力强。水稻籼粳亚型的基因组序列已公布，功能基因占总基因组的比例较高，目前还有许多基因的功能还未可知，因此克隆水稻相关基因，研究其功能就显得尤为必要。

水稻基因功能的研究可以通过正向遗传学来进行，它首先分析突变体表型，再到其基因的功能，涉及的材料主要有两大类：即某种缺陷的突变体和将该基因再导入后形成的过表达植株。例如，如果要研究与植物生物胁迫过程有关的基因调控机理，可以先用化学、物理或生物的方法将野生型水稻诱变，然后在生物胁迫条件下进行突变体的筛选。如果在诱变群体后代中出现了对该生物胁迫反应不同于野生型的个体(例如比野生型生长情况表现更好、更差等)，这种个体就是突变体，它对生物胁迫的反应不同可能就是因为突变体中某一个基因遭到破坏后所造成，而这个基因必定与生物胁迫有关。在得到了这样的一个突变体之后，可以对其中的突变基因进行定位和克隆。在获得了基因序列后，可以更深入了解它的功能，并分析它是以何种形式影响了生物胁迫以及与其它基因的相关关系。

由于水稻在遗传操作上具有优势，它被广泛应用于植物生命活动过程的研究，已取得了一系列重要发现；但对于水稻类钙调磷酸酶B蛋白互作蛋白激酶CIPK的研究以及其对生物胁迫的响应及应用于水稻的培育中还有待进一步研究，旨为育种工作提供理论依据。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种水稻类钙调磷酸酶B蛋白互作蛋白激酶及其在育种中的应用，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种水稻类钙调磷酸酶B蛋白互作蛋白激酶，所述水稻类钙调磷酸酶B蛋白互作蛋白激酶为水稻类钙调磷酸酶B蛋白互作蛋白激酶17，即CIPK17。

优选地，所述CIPK17构建该基因的过表达载体(PWM101-CIPK17)，获得过表达株系，通过荧光定量PCR对其表达进行验证，发现9个过表达株系均显著高于野生型。

优选地，通过CRISPR-Cas9构建敲除CIPK17基因特定序列的株系，通过克隆测序的方法对其进行鉴定，发现突变体缺失或插入部分碱基。

优选地，所述CIPK17的过表达植株CIPK17-OE2和CIPK17-OE3在正常生长条件下，幼苗生长比亲本更差的表型，即株高明显变矮，根长变短，地上部分、根系和整株的鲜重、干重和含水量均明显下降，根鲜重、根含水量不显著除外，CIPK17的突变体CRISPR CIPK17-41和CRISPR CIPK17-44与野生型表型相似。

优选地，所述CIPK17的材料在3μM甲基紫晶MV处理下，过表达植株CIPK17-OE3和CIPK17-OE9的幼苗生长表型表现为株高及叶绿素含量高于亲本，而CIPK17突变体CRISPRK17-41和CRISPR K17-44则与亲本表型相似。