[发明专利]水稻耐镉基因OsFWL6的应用

说明书

本发明属于植物基因工程技术领域，具体涉及了水稻耐镉基因OsFWL6的应用。本发明通过异源表达OsFWL6基因，证明其增强宿主酵母的耐镉能力，减少宿主中的镉积累；通过构建OsFWL6基因超表达水稻植株，证明其种子对镉胁迫的抗性增强。本发明说明OsFWL6基因在水稻耐镉机制中具有重要作用，为镉低积累水稻品种的培育与水稻耐重金属的遗传改良提供理论指导。

技术领域

本发明涉及植物基因工程技术领域，具体涉及水稻耐镉基因OsFWL6的应用。

背景技术

镉是水稻生长的非必需元素，但是镉可以富集在水稻生物体内，通过食物链而危害人畜健康。随着环境污染的加重，大米镉超标情况日益严峻，因此减少水稻对镉的吸收与转运，进而降低稻米中镉的积累具有重要现实意义。研究水稻吸收与转运镉的分子机理将为镉低积累水稻品种的培育与水稻耐重金属的遗传改良提供理论指导。目前已经有一些转运蛋白被证明参与水稻对镉的吸收、转运、隔离等过程。

西红柿的数量性状位点fruit-weight2.2(fw2.2)能够控制最高达到30％的果实重量变异，康奈尔大学的Tanksley课题组通过图位克隆的方法成功克隆到主效基因并命名为FW2.2。FW2.2的同源基因Fruit-Weight2.2-Like(FWL)广泛存在于动植物与真菌中(Guoet al.,2010；Guo and Simmons 2011)。已有研究证明水稻中有8个FWL基因，分别命名为OsFWL1-8，其中OsFWL3和OsFWL5能够分别调节水稻的粒长和株高(Xu et al.,2013)，过量表达OsFWL5能增加水稻的粒重(Song et al.,2015)。RNAi抑制表达OsFWL4能够降低水稻幼苗地上部分的镉含量，减少镉从根到茎的运输(Xiong et al.,2018)，OsFWL4基因敲除植株的分蘖数和产量显著增加(Gao et al.,2020)。虽然已有多个OsFWL基因的功能研究被报道，但是目前OsFWL6基因的功能仍然未被揭示。

发明内容

本发明提供一个耐镉基因OsFWL6(LOC_Os03g61470)的应用。

所述的水稻耐镉基因OsFWL6序列如SEQ ID NO:1所示，用于增强宿主的耐镉能力。

进一步地，增强酵母或者水稻的耐镉能力。

进一步地，增强酵母耐镉能力时，将OsFWL6基因的编码序列连接酵母表达载体，转化宿主酵母，减少宿主酵母中的镉积累，提高宿主酵母对镉的耐受。

进一步地，所述的酵母表达载体pYES2/NTC。

进一步地，增强水稻的耐镉能力时，将OsFWL6基因的编码区序列连接表达载体，转化农杆菌，通过农杆菌介导转化水稻，提高水稻对镉的耐受。

进一步地，提高水稻种子对镉的耐受。

进一步地，转化农杆菌的表达载体为pU1301。

此外，耐镉基因还可以是在SEQ ID NO:1所示的水稻OsFWL6基因核苷酸序列中插入、替换、缺失1个或多个核苷酸得到编码相同蛋白的核苷酸序列。或者是与SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列杂交获得具有相同功能的核苷酸序列。或者是与SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列具有90％以上相同性的核苷酸序列。

具体而言，水稻耐镉基因OsFWL6(大写斜体表示，下同)来源于水稻品种日本晴(Oryza sativa L cv.Nipponbare)。OsFWL6(大写正体表示，下同)蛋白的氨基酸序列为SEQID NO:2所述；或者在SEQ ID NO:2所述的氨基酸序列中插入、替换、缺失1个或多个氨基酸得到具有相同功能的氨基酸序列。