[发明专利]水稻呼吸爆发氧化酶基因OsRboh(LOC_Os01g25820)的载体及其应用

说明书

本发明公开了一个水稻呼吸爆发氧化酶OsRboh(LOC_Os01g25820)及其在叶色改变及育性降低中的应用，属于生物技术领域。该载体为含有双35S启动子和水稻OsRboh(LOC_Os01g25820)基因植物表达载体。在水稻中过量表达OsRboh(LOC_Os01g25820)，获得的转基因植株的叶色变黄、过氧化氢含量升高、育性明显降低。以上结果表明OsRboh(LOC_Os01g25820)在水稻的发育过程中发挥重要作用，为研究植物的发育提供了新的基因资源，还可以作为一种潜在的工具来改良植物的形态，应用在分子育种和遗传改良上。

技术领域

本发明涉及一种水稻呼吸爆发氧化酶基因OsRboh(LOC_Os01g25820)的载体及应用，属于基因工程技术领域。

背景技术

活性氧(reactive oxygen species，ROS)是生物体一类有氧代谢的副产物，除作为有毒分子伤害细胞外，还作为一类重要的信号分子参与生物体的生长和发育。

研究发现，ROS 的来源包括质膜NADPH 氧化酶、过氧化物酶及胺氧化酶，其中由NADPH 氧化酶介导产生的ROS 最受关注。NADPH氧化酶以定位于细胞质边缘的NADPH为电子供体，催化O₂生成超氧阴离子(O₂^－·)，随后超氧阴离子歧化生成H₂O₂，H₂O₂再经芬顿反应生成·OH。植物NADPH 氧化酶又称呼吸爆发氧化酶（Respiratory burst oxidasehomologue，Rboh），所有植物Rboh蛋白都包含约300个氨基酸大小的N端区，该区存在一对保守的Ca²⁺结合EF手性结构域。植物中的呼吸爆发氧化酶（Respiratory burst oxidasehomologue，Rboh）主要由呼吸爆发氧化酶基因(Respiratory Burst OxidaseHomologue,Rboh)所控制。

植物Rboh基因的功能主要集中于两个方面：参与胁迫反应和调控生长发育。当病原菌侵染拟南芥细胞时，AtRbohD和AtRbohF基因表达产生大量的ROS来增强组织的抗病性。拟南芥atRbohD/atRbohF双突变体中，Ca2+通道的ABA活化与气孔关闭不能正常进行，通过外源施加H2O2可以部分修复这些缺失的功能。拟南芥AtRbohC基因的突变导致根和根毛生长受抑制，其突变体rdh2 内ROS 的水平较野生型有大幅度的降低，用NADPH 氧化酶的抑制剂二亚苯基碘（DPI）处理可抑制其活性，产生与突变体相同的情况，而ROS 处理突变体根部则可部分恢复表型。番茄反义Rboh 植侧枝增加，花序和花数量为野生型的2-3 倍，大多数花表现不育。菜豆PvRbohB 干扰植株中侧根的密度降低，根瘤的形成受影响，从而影响植株的固氮能力。

水稻( Oryza sativa L.) 是最主要的粮食作物之一，也是一种重要的模式生物，对相关基因进行功能研究具有重要作用。随着水稻功能基因组研究的不断深入，许多重要农艺性状相关基因相继被分离。Respiratory Burst Oxidase Homolog ( Rboh) 基因直接参与ROS的形成，但在水稻中的功能并不清楚，值得进一步的研究。我们的研究发现OsRboh(LOC_Os01g25820)的过量表达的水稻植株中叶片变黄，育性降低，利用这一特性可以应用在水稻分子育种和遗传改良上。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水稻OsRboh(LOC_Os01g25820)基因载体及在叶色和育性改变中的应用，该载体含有水稻OsRboh(LOC_Os01g25820)基因的上游连有双35S启动子。

本发明的上述植物表达载体为PHB-OsRboh(LOC_Os01g25820)，由下述方法构建而成：