[发明专利]水稻基因qSS7在抗旱中的应用

说明书

本发明公开了水稻基因qSS7在调控水稻抗旱能力中的应用，该基因正调控水稻抗旱能力，具体地，利用转基因的方法将来源于热带粳稻品种CYPRESS的qSS7基因在籼稻品种珍汕97（ZS97）中超量表达，干旱胁迫条件下qSS7超量表达植株的存活率提高，植株鲜重和干重显著增加，抗旱能力增强；利用分子标记辅助选择将CYPRESS的qSS7基因导入到ZS97中，在干旱胁迫条件下近等基因系的植株存活率提高，植株鲜重和干重显著增加，抗旱能力增强。

技术领域

本发明属于植物基因工程技术领域，具体涉及水稻基因qSS7在抗旱中的应用。

背景技术

抗旱性是作物与干旱环境相互作用的复杂数量性状。在自然界中，作物已经进行了一系列形态、生理和生化方面的进化来应对干旱胁迫。水稻是世界上最重要的粮食作物之一，在水稻生产中，经常会出现频率高、分布地域广、延续时间长的干旱，对水稻生产造成不可估量的损失，因此水稻抗旱一直是水稻抗逆研究的热点问题。我国水稻生产正面临着水资源短缺的危机，因此发掘水稻抗旱资源和抗旱基因，培育具有抗旱性的水稻品种具有重要的科学意义和应用价值。

自上世纪以来，国内外科研人员开展了大量水稻抗旱性鉴定评价工作。陆岗等对广西的464份栽培稻种质资源进行了苗期抗旱性鉴定，筛选出31份抗旱性强的种质资源。蒋荷等利用育苗盘对1777份国内外水稻资源进行了苗期抗旱性鉴定，依据卷叶程度对参试资源进行了抗旱性分级，并对20份不同抗旱级别的资源进行了盆栽抗旱性鉴定。王宝祥等对91份国内外水稻品种进行了抗旱性鉴定，根据生物量和产量等相关性状胁迫系数进行抗旱性评价，筛选出强抗旱品种17份。

Yue等利用旱稻品种IRAT109和水稻品种珍汕97B构建的重组自交系群体在黏土和砂土两种条件下进行抗旱性QTL定位研究，在砂土干旱试验中定位到5个抗旱系数相关的QTL，其中3个与根系QTL共定位。黏土干旱试验在第2染色体定位到1个抗旱系数相关QTL和1个冠层温度相关QTL。Tripathy等利用104个DH系在抗旱大棚里开展抗旱性评价，不同株系的细胞膜稳定性存在显著差异，利用315个分子标记开展连锁分析，定位了9个与细胞膜稳定性相关QTL。Kato等利用Akihikari与IRAT109构建的BC1F6群体，采用聚乙二醇模拟干旱胁迫，根据相对生长速率定位了3个抗旱性QTL。

随着分子生物学和功能基因组学的发展，在水稻中利用基因表达芯片、比较转录组等方法发掘了大量的抗旱相关候选基因，并利用转基因的方法对部分基因进行了功能鉴定。DSM1编码一个MAPKKK家族蛋白，超表达DSM1使水稻幼苗的抗旱能力显著增强，而突变该基因使得对对干旱更加敏感。过量表达钙依赖型蛋白激酶OsCDPK7可以提高水稻对干旱的耐受性。多个AP2家族转录因子参与水稻抗旱过程，过表达SUB1A可提高水稻抗旱性能力；过表达乙烯响应元件结合蛋白基因OsEREBP1会激活脱落酸和茉莉酸合成通路相关基因以及防卫反应信号，提高转基因水稻抗旱性；过量表达OsERF71可促进ABI5和PP2C68基因上调表达，提高水稻在干旱条件下的产量。除此之外，NAC家族转录因子如SNAC1、OsNAC6等以及bZIP家族转录因子OsbZIP23、OsbZIP42等也被证实正向调控水稻抗旱性。

本发明分离得到1个基因qSS7，该基因编码一个维管相关蛋白，来源于热带粳稻的等位基因，具有增加水稻抗旱能力的效果。通过分子标记辅助选择的方法将来源于热带粳稻品种CYPRESS的qSS7基因导入到水稻品种珍汕97中，可以增加其抗旱能力。利用转基因的方法将来源于热带粳稻CYPRESS的qSS7基因在珍汕97中超量表达，也具有增加抗旱能力的效果。

发明内容

本发明的目的是提供水稻基因qSS7的新用途，具体地，基因qSS7在调控水稻抗旱能力中的应用。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：