[发明专利]利用水稻基因OsSI降低水稻转基因逃逸风险的方法

说明书

技术领域

本发明涉及植物基因工程领域，尤其涉及一种利用水稻基因OsSI降低水稻转基因逃逸风险的方法。

背景技术

随着1983年世界第一例转基因植物的出现，转基因技术在农作物性状改良和遗传育种研究中得到了广泛的应用，并取得了丰硕的成果。在过去的几十年间，科研工作者们先后培育出了具有抗虫、抗逆境、抗除草剂、品质改良等优良性状的转基因作物品种。然而，转基因作物存在的安全性问题一直是研究人员争议的热点(Talas-Acta Physiology Plant,2011)。转基因植物涉及的安全问题主要包括转基因食品安全和转基因环境生态安全问题，其中环境和生态安全的一个主要方面是转基因逃逸所带来的风险(卢宝荣等，生命科学，2011；左娇等，玉米科学，2014)。转基因逃逸指的是转基因植物中的外源基因通过基因漂移转移到非转基因物种中的现象，根据传播媒介的不同，基因漂移可以分为：花粉、无性繁殖器官以及种子介导的基因漂移。大多数转基因植物均含有抗性筛选标记(如卡那霉素、潮霉素等标记)，并具有抗除草剂性状，这种转基因逃逸至近缘野生种中有形成超级杂草的风险，或者转基因植物本身成为超级杂草，从而威胁生态平衡(Andow,Ecology Letter,2006)。为了解决这种问题，科研人员开发了若干种方法，例如，删除抗性筛选标记或采用其它筛选方法，从而避免抗性筛选标记带来的生态风险；采用物理隔离的方法限制转基因逃逸；利用细胞质及雄性不育系转基因等生物技术手段降低转基因逃逸的风险等。上述几种方法存在着隔离不彻底、实际应用中操作难度大或者所需成本高等不足，因此开发简单、有效和低成本的方法具有重要意义。

功能结构域分析表明，本发明所涉及的基因OsSI具有小分子热激蛋白相似结构域，推测可能属于小热激蛋白家族，但对其具体功能并不了解。小分子热激蛋白是一组分子量为12-43kD、在C端含有一个保守ACD结构域(α-crystallin domain)的蛋白质(Perez等，Plant Physiology,2009)。植物的小热激蛋白趋向于独立进化，通过基因扩增机制形成相较于动物更多的家族成员。如果蝇、人类中分别有4、10个小分子热激蛋白，而拟南芥、甘蔗基因组中分别预测有19、24个小热激蛋白(Scharf等，Cell Stress Chaperones,2001；Borges等，Journal of plant physiology,2007)。Waters等(Cell Stress Chaperones,2008)进一步将已发现的植物小分子热激蛋白由7个亚家族扩展为11个亚家族，并通过比较基因组发现，庞大的小分子热激蛋白超家族在各个植物物种中独立进化。多数小分子热激蛋白可在热胁迫下诱导表达，一些小热激蛋白也可对冷、旱、盐甚至紫外线以及有毒物质、过氧化物和病虫害等胁迫产生反应(Gorovits等,Molecular Plant-Microbe Interactions,2004)，可能在植物逆境应答中发挥重要作用。在重要粮食作物水稻(Oryza sativa)中共有23个小分子热激蛋白候选基因，40个含有小分子热激蛋白保守ACD结构域，可能编码小热激蛋白的基因(Sarkar等,BMC Genomics,2009)。这些推测的小分子蛋白是水稻自身基因资源，基因序列短易于克隆和遗传操作，但其具体功能、它们的表达是否影响水稻的其它性状表型等尚待系统研究。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种利用水稻基因OsSI降低水稻转基因逃逸风险的方法。

本发明要解决的另外一个技术问题是提供一种水稻基因OsSI在降低水稻转基因逃逸风险方面的应用。

对于利用水稻基因OsSI降低水稻转基因逃逸风险的方法，本发明采用的技术方案如下：

利用水稻基因OsSI降低水稻转基因逃逸风险的方法，水稻基因OsSI的核苷酸序列如序列表中SEQ ID NO:1所示；所编码蛋白的氨基酸序列如序列表中SEQ ID NO:2；且水稻基因OsSI的过表达真核重组质粒由水稻基因OsSI的核苷酸序列中基因全长编码序列插入到真核表达载体中获得，真核表达载体为pHB；将水稻基因OsSI的过表达真核重组质粒转化并获得该植物转基因植株。

另外，上述水稻基因OsSI可在降低水稻转基因逃逸风险方面有所应用。