[发明专利]水稻耐冷基因qSCT11及其应用

说明书

本发明提供了水稻耐冷基因qSCT11及其应用，该基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，该基因cDNA的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。本发明通过构建超表达qSCT11基因的水稻，发现其在低温胁迫下的存活率显著高于野生型；通过构建RNAi抑制qSCT11基因表达的水稻、以及构建敲除了qSCT11基因的水稻，发现低温胁迫后，转基因水稻株系的存活率显著低于野生型。本发明还提供了水稻耐冷基因qSCT11在水稻耐冷育种中的应用。

技术领域

本发明属于植物基因工程技术领域，具体地说，涉及一种水稻耐冷基因qSCT11及其应用。

背景技术

水稻是世界上最重要的粮食作物之一，提供了全球人均热量摄入的 21％。由于起源于热带和亚热带地区，水稻对冷胁迫反应敏感。在高纬度、高海拔地区，冷胁迫严重制约了水稻的生长和生产，是造成水稻产量损失，限制水稻种植分布的最重要非生物胁迫因素之一。苗期死亡和孕穗期花粉败育是导致冷胁迫下产量损失的两个主要因素。

分子遗传学研究表明，水稻耐冷性是受多种遗传因素和环境共同调控的数量性状。水稻耐冷性的遗传基础研究尚处于起步阶段。许多数量性状位点(QTLs)已被定位和克隆，例如qLTG3-1、Ctb1、COLD1、qCT-9、CTB4a、 qPSR10和HAN1。其中COLD1、CTB4a、qPSR10、HAN1基因的自然变异已被证实可增强水稻对低温环境的适应性。

然而，具有耐冷性的天然等位基因仍很少被发现，上述促使水稻具有耐冷性的等位基因主要来源于自然变异，这些基因的定位和克隆有助于我们了解水稻耐冷性的遗传基础，但其真正在育种实践中成功应用的事例仍十分有限。因此发掘新的耐冷基因，提高水稻耐冷性，以维持水稻生产安全，并将其种植区扩展到温度较低的地理区域，对水稻耐冷品种的选育和耐冷分子基础的研究具有重要的应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水稻耐冷基因及其应用。

本发明首先提供水稻耐冷基因qSCT11编码的蛋白,其氨基酸序列为：

a)SEQ ID NO.3所示的氨基酸序列；或

b)SEQ ID NO.3所示的氨基酸序列经替换、缺失和/或添加一个或几个氨基酸残基形成的具有同等功能的氨基酸序列。

本发明提供的水稻耐冷基因qSCT11，是如下：

a)其核苷酸序列如序列表中SEQ ID NO.1所示；或

b)由SEQ ID NO.1所示核苷酸序列经取代一个或几个核苷酸，得到编码相同功能蛋白的核苷酸序列；或

c)所述水稻耐冷基因qSCT11的CDS序列如SEQ ID NO.2所示。

本发明还提供了含有水稻耐冷基因qSCT11的生物材料，所述生物材料为表达盒、载体、宿主细胞、或重组菌。

本发明提供了上述水稻耐冷基因qSCT11或其编码的蛋白、或含有其的生物材料在提高植物耐冷能力中的应用。

本发明提供了上述水稻耐冷基因qSCT11或其编码的蛋白、或含有其的生物材料在培育耐冷转基因植物中的应用。

本发明提供了上述水稻耐冷基因qSCT11或其编码的蛋白、或含有其的生物材料在植物耐冷种质资源改良中的应用。

本发明提供了上述水稻耐冷基因qSCT11或其编码的蛋白、或含有其的生物材料在提高植物低温存活率中的应用。

上述应用中，所述植物包括但不限于水稻、小麦、大豆、高粱、小米、大麦、玉米。

进一步地，本发明还提供了一种提高水稻耐冷性的方法，是通过转基因、杂交、回交、自交或无性繁殖的方法，使水稻表达或过表达本发明所述的水稻耐冷基因qSCT11。