[发明专利]P45071D8影响水稻株型以及盐胁迫耐性的功能及其应用

说明书

本发明公开了一个水稻P450家族成员P450 71D8在调控水稻株高、叶型与胁迫耐性方面的应用。通过转基因技术创建所述转P450 71D8基因水稻，获得的转基因水稻的株高、叶型和盐胁迫耐性改变的材料，因此P450 71D8基因在水稻株型与胁迫耐性改良方面具有很好的应用价值。

技术领域

本发明属于生物技术领域，涉及一种调控水稻株高、叶型以及盐胁迫耐性的基因及其在农作物转基因改良中的应用。

背景技术

水稻株型与叶型是决定水稻产量的重要因素之一，长期以来一直是很多作物育种改良的重要目标，其调控机制备受关注。株高是影响水稻产量的一个关键因素，株高超过一定范围容易引起茎秆的倒伏而减产。20 世纪50 年代的水稻半矮秆品种选育和推广使水稻单产大幅度提高，这场水稻生产第一次“绿色革命”归功于半矮化基因sd1 的应用。20 世纪70年代以半矮化材料为亲本的杂交育种实现了水稻单产的第二次飞跃。因此，株型改良是水稻育种改良的关键性状，发掘、鉴定和利用新的矮化基因，以及阐明相关基因调控水稻株高的生理生化和分子机制，对推动水稻株型改良和高产育种具有积极的意义。

植物激素在水稻株高发育中发挥重要的调控作用，已克隆的30 多个株高基因与赤霉素、油菜素内酯和独角金内酯等激素代谢、信号转导以及激素之间的互作密切相关。如sd1、d35、d18、OsKS1、eui1、OsGA2ox6、d1、slr1、gid2、gid1等与赤霉素密切相关；brd1、d2、d11、osdwarf4、brd2、d61、OsBZR1、dlt与油菜素内酯相关；d10、htd1/sd-t、d27、htd2/d88/d14参与独角金内酯信号；tdd1和OsIAA1与生长信号调控水稻株高，这些研究为解析水稻株高的遗传调控机制以及水稻株型的遗传改良奠定了良好的基础。

盐对植物造成伤害有离子导致的渗透胁迫和离子毒害。植物在受到盐胁迫时，往往改变自身形态以适应胁迫。土壤的盐渍化是限制和危害农作物生长，造成作物减产最严重的非生物胁迫之一。目前全球约20%（10 亿hm2）的耕地受到盐渍化危害，我国耕地盐渍化已达1 亿hm2，有15亿亩内陆盐碱地，3500多万亩沿海滩涂，严重制约作物品种的推广及其高产、稳产和优质，因此，培育耐盐农作物将提高盐碱土地的利用率，实现粮食增产，对农业可持续发展具有重要的战略意义。水稻是盐敏感作物，低盐胁迫就表现出受害症状，最终导致显著减产。水稻耐盐性是由多基因控制的复杂数量性状，遗传改良是解决水稻耐盐性的有效途径之一，因此分析水稻盐胁迫相关基因的功能，有助于阐释水稻耐盐的生化与分子机制，为耐盐性的遗传改良提供理论基础与基因资源。

细胞色素P450(cytochrome P450，简称P450）是一类以血红素为辅基的B 族细胞色素超家族蛋白酶。植物细胞色素P450 具有广泛的催化活性，涉及萜类、生物碱类、甾醇类、脂肪酸、色素、黄酮类、植物激素和信号分子等的合成和代谢反应。研究发现水稻细胞色素P450蛋白BR-6氧化酶、CYP90D2、 CYP724B1和 CYP90B2在调控水稻株高过程中具有重要的作用。

发明内容

本发明人创建水稻P450 71D8基因过表达的转基因水稻，证实P450 71D8调控水稻株高、叶型及其对盐碱逆境的应答反应，在正常生长状态下，P450 71D8转基因水稻株高降低、叶片变宽、对盐胁迫的耐性增强，表明P450 71D8基因在水稻农艺性状与胁迫耐性方面具有应用价值。

本发明提供的技术方案是：一种水稻P450 71D8基因，其核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示，P450 71D8基因过表达影响水稻株型和盐胁迫耐性形成等过程。

本发明还提供所述基因编码的蛋白，其氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示。

本发明还提供包含所述的基因的表达载体，优选为植物表达载体。

本发明还提供包含所述的基因的宿主细胞。