[发明专利]水稻脂肪酸羟化酶基因OsFAH2的应用

说明书

本发明提供水稻脂肪酸羟化酶基因OsFAH2的新用途，特别是降低多不饱和脂肪酸含量，增强种子耐贮藏性方面的用途。本发明利用水稻脂肪酸羟化酶基因OsFAH2基因标记进行分子标记选择，构建了该基因NIP与9311近等基因系。证实OsFAH2负调控种子多不饱和脂肪酸含量，增强水稻种子的耐贮藏性。另外，超量表达OsFAH2降低种子多不饱和脂肪酸含量，增强种子耐贮藏性。利用上述方法可以快速改良种子耐贮藏性，对稳定水稻产量和粮食品质具有重要意义。

技术领域

本发明属于植物基因工程技术领域，具体地说，涉及水稻脂肪酸羟化酶基因OsFAH2的应用。

背景技术

水稻是重要的粮食作物，为全球近一半人口提供主要食物来源。种子是水稻主要产出形式，贮藏过程中种子陈化变质严重影响粮食生产，同时降低稻谷食用品质。强耐贮藏性种子贮藏后种子活力较高，并能够保留粮食原有食用品质和营养价值，因此，改良水稻种子耐贮藏性具有重要的现实需求和应用价值。种子耐贮藏性是指种子在一定的贮藏条件下保存生活力的时间。通常利用高温高湿条件下的人工老化后种子发芽率作为种子耐贮藏性指标，人工老化后种子发芽率越高，其耐贮藏性也就越强。

脂肪酸是植物重要的结构物质，其中多不饱和脂肪酸是细胞膜的重要组分，决定细胞膜功能与透性。种子贮藏过程中多不饱和脂肪酸容易受到活性氧攻击或脂氧合酶(Lipoxygenase)催化发生过氧化，导致细胞膜损伤，细胞功能弱化，种子生活力降低。脂氧合酶是含有非血红素铁的双加氧酶，催化含有顺,顺-1,4-戊二烯的多不饱和脂肪酸加入分子氧，转化成氢过氧化物脂肪酸。脂氧合酶是植物游离多不饱和脂肪酸降解限速酶，抑制其活性显著地增强水稻种子的耐贮藏性。若能够通过降低种子中多不饱和脂肪酸的含量来增强种子的耐贮藏性，则为作物贮藏提供新思路。脂肪酸羟基化酶能够催化脂肪酸加氧反应，如催化油酸12位碳加氧，形成含有12羟基蓖麻油酸，促使多不饱和脂肪酸降解。该加氧反应并不诱导产生氢过氧化物脂肪酸，从而避免对其他生物大分子造成氧化损伤。因此，通过超表达脂肪酸羟基化酶(Fatty acid hydroxylase)基因适当降低多不饱和脂肪酸含量，增强种子耐贮藏性具有重要技术创新价值与应用前景。

发明内容

本发明的目的是提供水稻脂肪酸羟化酶基因OsFAH2的新用途，特别是降低多不饱和脂肪酸含量，增强种子耐贮藏性方面的用途。

为了实现本发明目的，第一方面，本发明提供水稻脂肪酸羟化酶基因OsFAH2的以下任一应用：

1)用于降低植物种子内多不饱和脂肪酸含量；

2)用于增强植物种子耐贮藏性；

3)用于培育低多不饱和脂肪酸含量且种子耐贮藏性提高的植物品种。

本发明中，所述水稻脂肪酸羟化酶基因OsFAH2为编码如下蛋白质(a)或(b)的基因：

(a)由SEQ ID NO:3所示的氨基酸序列组成的蛋白质；

(b)SEQ ID NO:3所示序列经取代、缺失或添加一个或几个氨基酸且具有同等功能的由(a)衍生的蛋白质。

水稻脂肪酸羟化酶基因OsFAH2的核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示，该基因全长1564bp，具有3个内含子和4个外显子，其CDS区段分别为1-650、973-1120、1239-1271和1493-1564，cDNA全长903bp，核苷酸序列如SEQ ID NO:2所示。

本发明中，所述植物包括但不限于水稻。

第二方面，本发明提供一种培育低多不饱和脂肪酸含量且种子耐贮藏性提高的水稻品种的方法，所述方法包括：

1)使植物包含水稻基因OsFAH2；或

2)使植物过表达水稻基因OsFAH2。