[发明专利]MSL1的RNAi片段及其在提高植物镉胁迫敏感性中的应用

说明书

本发明提供了一种RNAi片段，其序列如SEQ ID NO:5所示。本发明还提供了含有该RNAi片段的载体。本发明的RNAi片段或载体可以用于提高植物镉胁迫敏感性、培育镉胁迫敏感性提高的转基因植物、调控植物镉胁迫、调控植物对镉的吸收和转运，以及用于土壤镉污染修复，其中的植物可以是水稻。

技术领域

本发明涉及RNAi技术领域，尤其涉及一种MSL1的RNAi片段及其在提高植物镉胁迫敏感性中的应用。

背景技术

水稻(Oryza sativa L.)是世界上最重要的农作物，全球一半以上的人口以稻米为主食。由于快速的工业化和工业活动带来的工业污染，含重金属镉化肥或农药的广泛施用，采矿和人类活动等，大量的镉被释放到土壤、空气和水体中。在包括中国的亚洲国家，高达50％的摄入镉来自大米及其制品。重金属一旦进入土壤—作物系统就很难排除，所以水稻镉污染问题已经引起全球各个国家相关部门的高度重视。镉不仅对水稻造成毒害并使其减产，而且沿着食物链逐级往上传递，由于其不易水解和生物难分解的特性，镉易被植物吸收并积累在一些可食用部位，最终在食物链末端的生物体中浓缩放大，对人类产生毒害效应，其中最典型的就是日本的“骨痛病”。近年来我国“镉米”事件频发，引起了全社会的高度关注。重金属污染已经成为制约我国发展安全(无公害)稻米的重要制约因子。因此，如何降低稻米中镉的积累、实现稻米的安全生产成为了一项亟需解决的课题。深入对重金属吸收、转运机制及积累的作用研究，这对保障农产品安全、生态安全以及人民身体健康都具有重要及深远的意义。

植物类受体激酶RLK(Receptor-like kinases，RLK)是一类跨膜受体蛋白。目前拟南芥中有600多个RLK，水稻有1100多个RLK，使得RLK成为植物蛋白家族中最大的家族之一(Shiu and Bleecker,2001；Shiu等，2004)。通常将RLK分为富含亮氨酸重复区型(LRR)、凝集素型(lectin-like)和细胞壁相联型(WAK)等不同的亚家族。其中，LRR-RLK是RLK家族中最大的亚家族，可感受多种发育和外界环境胁迫信号，通过催化功能蛋白的磷酸化导致其构象发生改变，从而在植物的生长发育、信号转导以及逆境胁迫响应过程中发挥重要的调控作用(曹玉婷等，2014；赵书平等，2017；Li等，2014)。植物LRR-RLK的典型结构包括位于胞外的膜定位信号肽(SP)、一组或多组连续LRR单元、位于LRR单元之间的间隔序列(ID)序列、跨膜结构域和胞内激酶结构域。目前普遍认可的LRR-RLK作用模式为配体结合到受体LRR-RLK的LRR域，在胞外结合信号分子后,激活胞内激酶活性，并引发MAP kinase、转录因子磷酸化等下游信号转导途径(Torii，2004)。水稻中已发现300多个LRR-RLK基因，其功能和作用机制研究近年来逐渐成为研究热点。有报道参与水稻花序、颖花和配子体发育的很少，只有FON1和MSP1两个，且都是LRR-RLK。FON1是拟南芥CLV1的直系同源基因，调节花序分生组织的分化和花器官的数目。MSP1是拟南芥EXS/EMS1的同源基因，也是一个水稻花药早期发育重要的信号转导蛋白(Zhao等，2008)。该基因突变后造成小孢子母细胞增加，花药壁损坏，绒粘层消失，尽管不影响染色体配对和交叉，但花粉母细胞的发育停滞在减数分裂期，最终雄性不育。水稻OsMSP1的配体分子是OsTDL1A。利用酵母双杂交和双分子荧光互补分析发现，OsTDL1A与OsMSP1的富亮氨酸重复区互作,共同调控花药壁和花粉细胞的分化和发育(Zhao等，2008；Yang等，2016)。