[发明专利]细胞程序性死亡基因OsPDCD5在提高水稻耐盐性方面的应用

说明书

技术领域

本发明属于转基因技术领域，具体涉及一种提高水稻耐盐性的方法。

背景技术

水稻是我国主要的粮食作物，在国民经济中占有极其重要的位置。目前我国水稻生产已达到相当高的水平，要进一步提高水稻总产量，主要从两方面入手：一是培育优良品种，继续提高单位面积产量；另一方面是扩大种植面积，在水资源可能的条件下，开发盐碱地。

盐害是水稻生产上最重要的非生物逆境危害之一。我国的盐碱土地面积达到了一亿公顷，受盐侵害的稻田约占栽培面积的五分之一。并且土壤盐渍化有日益扩大和加剧的趋势，造成的产量损失己难以估算。

培育耐盐抗旱水稻品种及通过遗传改良提高作物的抗逆性，是解决这一农业问题的最有效途径之一。国内外学者研究了盐分对植物的伤害及植物耐盐的机理，克隆并转化了一些耐盐相关基因，获得了一些耐盐性提高的转基因植株，但远没有达到生产应用的水平。

程序性细胞死亡（PCD）是一种自身调控的主动死亡形式，是多细胞生物正常生命活动的一部分，是植物发育过程中及环境胁迫情况下自身启动的重要程序。OsPDCD5基因是水稻中的一个程序性细胞死亡基因，高盐胁迫能够诱导其表达。

发明内容

本发明提出水稻OsPDCD5基因在提高水稻耐盐性方面的应用。

本发明利用水稻程序性死亡基因OsPDCD5，将其反向导入水稻基因组中，用以提高水稻的耐盐性；实施例中，本发明将水稻OsPDCD5基因反向导入中花11基因组中，使中花11耐盐性得到显著提高。即采用中花11为转基因受体，构建anti-OsPDCD5转基因植株。

本发明还提供一种anti-OsPDCD5基因表达载体，该表达载体采用pCAMBIA1304为表达载体，将水稻OsPDCD5基因反向插入到pCAMBIA1304载体35S组成型启动子下游而获得。

本发明还利用anti-OsPDCD5转基因水稻后代Y7与其它不耐盐的籼粳品种杂交，再回交，从而将anti-OsPDCD5序列导入其它优良品种中，以提高其耐盐性。

本发明还包括：水稻程序性死亡基因（OsPDCD5基因）的分离、克隆与转基因功能研究等。

1）OsPDCD5基因与蛋白结构组成

水稻程序性死亡基因，即水稻OsPDCD5基因，genbank 登录号为AY327105，全长cDNA由7个外显子组成。正常编码的cDNA长416 bp，序列如SEQ.ID NO1.所示，编码128个氨基酸，序列如SEQ.ID NO2.所示。

该基因的结构与其编码的蛋白质组成如下：

水稻OsPDCD5基因结构见图1所示，蛋白结构见图2所示。

2）Anti-OsPDCD5基因表达载体的构建

大多数基因工程都是将基因的核苷酸编码序列正向插入载体，而本发明是将OsPDCD5反向插入载体。本发明实施例中使用的OsPDCD5反向序列如SEQ.ID NO3.所示。采用 pCAMBIA1304 ( Center for the Application of Molecular Biology of International Agriculture, Canberra, ACT, Australia ) 为表达载体，将 OsPDCD5 反向序列插入到 pCAMBIA1304 载体35S组成型启动子下游，得到OsPDCD5 反义序列表达载体。其结构图如图3所示。

3）Anti-OsPDCD5 基因转化实验

采用中花11为转基因受体，构建OsPDCD5 反义序列表达转基因植株。将中花11成熟种子去壳消毒后接种在脱分化植物组织培育基上诱导愈伤组织。在愈伤组织诱导2-3周后，采用基因枪微弹轰击法，将含OsPDCD5 反向序列的经纯化的pCAMBIA1304质粒DNA导入中花11愈伤组织细胞。在添加30ppm潮霉素的MS培养基上连续培养3-4周筛选抗性细胞系，然后将筛选的细胞系转移到分化培养基诱导长芽和生根。

4）转化处理试管苗移栽及转化植株后代的分子检测