[发明专利]PFP基因在控制水稻苗期耐热性中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及水稻基因工程技术领域，具体涉及通过克隆及功能验证得到一种与水稻苗期耐热性相关的基因PFP在水稻苗期耐热性遗传改良中的应用。

背景技术

植物生长过程中经常会遭受高温、干旱等各种逆境的胁迫，在很大程度上降低其产量并限制其种植区域。随着全球环境的变化加剧和人口的增长，对粮食的需求的压力越来越大，迫切需要培育在各种逆境下生长的作物。随着分子生物学技术的发展，对植物适应逆境机制的研究从生理水平步入分子水平，研究的目的不仅在于从分子水平上解释植物适应逆境的机制，而且希望获得各种抗逆基因，用于作物的遗传工程抗逆育种。

水稻是世界上最重要的粮食作物之一。日本和国际水稻所较早地开展了耐热水稻品种选育的研究。日本学者Satake等曾进行过耐热品种的筛选以及耐热性的数量遗传分析，发现水稻对高温的耐性具有品种特异性；我国学者徐云碧等也报道不同品种耐热性差异较大。这些研究表明，遗传因素是决定水稻品种间耐热性差异的主要原因。近年来，随着分子标记技术的发展和广泛应用，出现了一些利用分子标记对水稻耐热性进行数量性状基因座(Quantitative trait loci，QTL)定位研究的报道。

随着全球气候的变暖，水稻耐热相关基因的挖掘和耐热水稻品种选育已成为水稻遗传育种方向的重要课题。但是，目前鲜有关于水稻耐热基因克隆及其在水稻育种中应用的研究报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高水稻苗期耐热性的基因PFP在水稻苗期耐热性遗传改良中的应用。申请人利用基因芯片，对热敏感的野生稻渗入系YIL106和耐热的轮回亲本特青在高温处理后的基因表达谱进行分析，结合QTL定位结果和生物信息学方法，利用野生稻渗入系群体对QTL定位区域内的差异表达基因进行分析和验证，筛选出与水稻苗期耐热性相关的基因LOC_Os01g19020，该基因属于过氧化物酶家族类(Peroxidase family protein)基因，命名为PFP，该基因的CDS核苷酸序列如序列表中SEQ ID No.1所示，序列长度为1044bp，其编码蛋白的氨基酸序列如SEQ ID No.2所示，氨基酸序列为347个。

本发明对控制水稻苗期耐热基因PFP进行克隆，将其编码区构建过表达载体，并通过基因枪法导入水稻苗细胞、组织或器官，获得转基因植株。对转基因植株的表型检测表明，其苗期耐热在一定程度上得到提高，本发明克隆的水稻苗期耐热基因为水稻耐热品种选育提供了新的基因资源。

以下将对本发明作进一步说明。

附图说明

图1是PFP基因在YIL106与特青中基因编码蛋白比较图，下划线处表示两者之间的编码蛋白差异。

图2是本发明的PFP基因的过表达载体酶切验证电泳图。

其中：0为Marker；1-2为Kpn和Spe Ⅰ双酶切，为阳性克隆。

图3是利用潮霉素引物序列进行PCR筛选PFP转基因植株的电泳图。

其中：0为Marker；1-9为阳性转化植株；10-12为水，阴性对照。

图4是本发明的转基因植株和对照中花17高温处理后的表型比较图。

其中：A为中花17，B为转基因植株。

图5是PFP基因分别受NaCl、4℃低温、PEG和ABA处理后的表达情况。

其中，A表示NaCl，B表示4℃低温，C表示PEG，D表示ABA。

具体实施方式

1.实验材料

野生稻热敏感渗入系YIL106(PFP基因型同野生稻)、耐热轮回亲本特青、77个地方水稻品种。实验中所用的各种限制性内切酶、T₄DNA连接酶、Taq Plus酶等购自TAKARA公司，PCR所使用的PCR Buffer、dNTP、TRIzol RNA提取试剂盒、大肠杆菌(E.coli)TOP10购自天根生物工程公司，反转录酶购自六合通公司，基因芯片实验中所用试剂盒购自Qiagen公司，实验中所使用的各种引物由北京奥科生物技术公司合成，各种序列分析由北京六合华大基因科技公司进行测序。

2.PFP基因序列及耐热相关性分析

PFP基因序列的扩增和测序分析