[发明专利]一种LncRNA及其应用

说明书

本发明提供了一种LncRNA对应的基因，其核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示。本发明还提供了该基因对应转录的LncRNA及其应用。本发明的LncRNA对应的基因及其转录的LncRNA可特异地响应低温胁迫反应和干旱胁迫反应。进一步将该基因转到木薯中，发现转基因株系植株矮小，叶片狭长，而且对低温胁迫、干旱胁迫更加耐受，存活率也大幅提高，转基因株系中脯氨酸含量显著提高，在干旱或冷胁迫处理后丙二醛的含量显著降低，表明该LncRNA及其基因可调节植物生长，提高植物的低温和干旱耐受性。将来可利用该LncRNA及其基因对植物进行遗传改良，为促进植物生长，提高植物低温耐受性和干旱耐受性提供有效的资源。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种LncRNA及其应用。

背景技术

木薯具有耐旱、耐贫瘠、高产且不与主要经济作物争地的优点，因此在全球100多个国家和地区广泛种植。我国自引种木薯以来，木薯广泛种植于我国的热带和亚热带区域。木薯的亩产高，木薯块根含有大量的淀粉，是生产淀粉和工业酒精的主要原材料之一。虽然木薯有着诸多的优点，但是木薯起源于南美洲亚马逊河流域，是典型的热带作物，因此种植区域仅限于我国的热带和亚热带区域。木薯对低温极为敏感，低温会造成木薯产量降低，严重的冻害会使木薯死亡绝收，因此温度条件是限制木薯北移的重要因素。传统的杂交育种筛选周期长，经费耗费大，已经不能满足人们对木薯品种的迫切需要，随着高通量技术和基因工程技术在植物研究方面的广泛运用，运用新的技术来研究木薯的抗寒分子机理和培育木薯种质资源能大大加速木薯优质品种的选育。

植物固定的状态决定了其生活方式的静止性，植物主要通过光合作用生产有机质和获取生长发育所需的能量。植物通过产生丙二醛、脯氨酸等物质来响应寒冷和干旱胁迫。在植物应对非生物胁迫时会产生丙二醛，丙二醛可以使质膜过氧化，从而使膜结构受到损害并因此改变膜的通透性，膜的通透性改变会影响细胞正常的生理生化活动，严重的话会使细胞死亡。与之相反脯氨酸含量的提高可以起到保护植物细胞的作用。随着木薯有关冷胁迫研究的不断深入进行，人们对木薯是如何响应低温胁迫也有了初步的了解，然而想要更加深入了解木薯是如何响应低温胁迫及获得更多耐旱耐寒且高产的优质木薯资源，我们还需要加强与国际间研究木薯的科研团队相互合作，更加深入彻底的了解木薯的抗寒机制。不断引进国外高产抗病的木薯资源，不断丰富我国的木薯种质资源库，为木薯的抗寒相关研究提供优质的原始材料。不断筛选木薯中与抗寒相关的基因用分子生物学的方法改造现有木薯品种，争取早日培育出抗寒抗旱又高产的优质木薯品种。在过去对木薯选育耐低温的品种靠常规杂交育种的方法，但常规杂交育种方法存在很多局限性：抗寒性木薯资源缺乏，筛选周期长，实验费用高，杂交种子发芽率低，种种原因造成了杂交育种木薯抗寒品种困难，随着基因工程的不断发展，人们开始利用基因工程和分子生物学等方法对木薯进行育种。

长链非编码RNA(long noncoding RNA，lncRNA)是一类长度大于200nt且不具备蛋白质编码能力的RNA。因为其不编码蛋白质，很长一段时间，人们误以为lncRNA是翻译过程中的“噪音”。随着对lncRNA的深入研究，发现lncRNA是动、植物体内重要的调节子，其可以在转录、翻译、生长发育，参与非生物胁迫等多个水平上调控基因的表达，成为当前研究的热点。本发明通过筛选和分析鉴定出在逆境条件下特异性表达的lncRNA，并成功将该lncRNA以单拷贝的形式插入到木薯基因组中，为lncRNA在木薯体内功能的研究提供了种质资源。通过研究lncRNA在木薯体内如何表达和如何行使功能来了解和发掘其在植物抗逆胁迫中的作用。通过基因工程获得转基因木薯组培苗，筛选出抗寒的木薯品种，使木薯同时获得抗寒和抗旱的优良特性，获得耐旱耐寒的优质木薯植株，可以为木薯种植区域的北移提供优质的种苗，当木薯受到寒冷胁迫时可以尽可能的抵御严寒对木薯的损害，降低寒害对木薯植株和产量的影响。木薯中与抗寒、抗旱相关的lncRNA也是优质的基因资源，筛选鉴定和改造与抗寒、抗旱胁迫密相关的lncRNA后可以通过基因工程的方法转导进其它作物中，提高其它作物对寒冷胁迫的耐受性，为作物的抗寒研究提供优质的基因资源。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种LncRNA及其应用。