一種水稻鋅指蛋白基因及其應用制造技術

本發明專利技術提供一種水稻鋅指蛋白基因及其應用，其氨基酸序列如SEQ?ID?NO.2所示，其編碼蛋白的核苷酸序列如SEQ?ID?NO.1所示。目前對水稻DNL鋅指蛋白基因（Oryza?sativa?DNL?Zinc?finger?Protein，縮寫為OsDZP）及其同源鋅指蛋白亞家族基因的功能尚未見報道，對OsDZP?在水稻抗逆應答中的作用的研究，可以開拓新的水稻不育基因資源，為作物雜種優勢利用和新品種分子設計提供理論基礎。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于作物遺傳育種領域，具體涉及一種水稻鋅指蛋白基因及其應用。
技術介紹
水稻(Oryzasativa)是中國最重要的禾谷類作物之一，是世界上重要的糧食作物，全世界超過半數的人口以稻米為主食。然而，病蟲害、低溫、干旱等生物脅迫與非生物脅迫日益嚴重地威脅到水稻的產量與品質。因此，深入開展水稻抗逆相關基因的功能和進化研究，對水稻安全生產意義重大。植物在生長發育過程中經受著各種生物和/或非生物逆境脅迫(干旱、鹽堿、高溫、低溫及各種病蟲害等)的影響，但通常情況下，植物都能夠正常生長。這主要是因為植物在漫長的進化過程中形成了一整套自身防御體系，能夠通過調節自身的各種生理生化活動以適應外界環境的脅迫，減少或消除逆境對植物本身造成的傷害。鋅指蛋白（Zincfingerprotein）是一類通過結合鋅離子折疊成手指狀結構域的蛋白。這個手指狀結構域稱鋅指結構域，單個或成簇出現，主要由半胱氨酸（Csy簡寫C）和/或組氨酸（His簡寫H）組成，通過鋅離子形成“指”狀四面體結構。鋅指蛋白最初于1983年在非洲爪蟾的卵母細胞的轉錄因子TFⅢA中被發現，現已在大部分的真核生物體內被大量地鑒定，它是所有DNA結合蛋白中最龐大的一個家族。鋅指可以通過與靶分子DNA、RNA、DNA-RNA的序列特異性結合，以及與自身或其他鋅指蛋白的結合，在轉錄和翻譯水平上調控基因的表達、細胞分化以及胚胎發育等等。目前報道的水稻鋅指蛋白基因功能主要是與非生物脅迫相關，約占62.79%；其次是與生長發育相關，約占34.89%；再次是與生物脅迫相關，約占9.31%。有些鋅指蛋白還可以在水稻不同的組織、不同的發育階段具有多種功能，特別是可以增強水稻一種或多種抗逆功能已被鑒定和應用。但目前報道的大部分水稻鋅指蛋白基因都停留在基因的克隆與表達分析階段，這些基因在誘導因子和組織表達方面不盡相同，基因受誘導的時間和表達水平也存在著差異。在水稻中，最早的報道是2001年Li等人所在的課題組報道了第1個水稻鋅指蛋白，含3個C2C2型的鋅指結構，將其編碼基因命名為OsZFP1。2002年，張紅生課題組克隆到了第2個水稻鋅指蛋白基因，命名為OsZFP，其編碼的蛋白含2個典型的C2H2型鋅指結構，且鋅指結構的α螺旋區有QALGGH保守序列。隨著水稻基因組測序計劃的完成，對水稻鋅指蛋白及其基因的報道越來越多，截至2012年10月，國內外報道的具有基因表達或功能特點的基因已超過40個，主要是與環境脅迫相關，也有與生長發育或生物脅迫相關。有些鋅指蛋白還可以在水稻不同的組織、不同的發育階段具有多種功能，特別是可以增強水稻一種或多種抗逆功能已被鑒定和應用。目前對水稻DNL鋅指蛋白基因（OryzasativaDNLZinc-fingerProtein，縮寫為OsDZP）及其同源鋅指蛋白亞家族基因的功能尚未見報道，對OsDZP在水稻抗逆應答中的作用的研究，可以開拓新的水稻不育基因資源，為作物雜種優勢利用和新品種分子設計提供理論基礎。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種水稻鋅指蛋白基因及其應用，本專利技術中涉及的水稻DNL鋅指蛋白與水稻逆境脅迫相關，提高水稻的抗逆能力，通過常規育種和分子育種將其應用于水稻生產中，有望提高水稻的抗逆性，保證水稻產量和品質。同時也為水稻等單子葉禾本科作物的生殖發育調控和遺傳育種提供了一種新的基因資源。所用基因為水稻本身自有基因，所以轉基因水稻的安全性能高。為實現上述目的，本專利技術采用如下技術方案：本專利技術涉及一種水稻抗逆相關DNL鋅指蛋白基因（OryzasativaDNLZinc-fingerProtein，縮寫為OsDZP），其核苷酸序列如序列表中SEQIDNO：1所示。上述水稻抗逆相關DNL鋅指蛋白基因編碼的蛋白，其氨基酸序列如序列表中SEQIDNO：2所示。本專利技術涉及上述水稻抗逆相關DNL鋅指蛋白基因在水稻育性遺傳育種中的應用。本專利技術的優點在于：專利技術中涉及的水稻DNL鋅指蛋白與水稻逆境脅迫相關，提高水稻的抗逆能力，通過常規育種和分子育種將其應用于水稻生產中，有望提高水稻的抗逆性，保證水稻產量和品質。同時也為水稻等單子葉禾本科作物的生殖發育調控和遺傳育種提供了一種新的基因資源。所用基因為水稻本身自有基因，所以轉基因水稻的安全性能高。附圖說明圖1云引經稻瘟病誘導后OsDZP基因的表達特征。圖2麗江新團黑谷經稻瘟病誘導后OsDZP基因的表達特征。圖3云引、麗江新團黑谷經稻瘟病誘導后OsDZP基因的表達特征。具體實施方式實施例1：水稻全基因組測序及基因篩選以廣譜稻瘟病抗性品種云引（YY）為供體親本，以普感稻瘟病品種麗江新團黑谷（LTH）為受體親本雜交，之后以LTH為輪回親本回交4代，再自交直至穩定，獲得了‘云引’稻瘟病抗性的近等基因系材料。分別提取云引、麗江基因組DNA及近等基因系抗病株系與近等基因系感病株系的基因池，委托百邁克生物科技有限公司將其進行全基因組測序。測序共獲得64Gbp數據量，過濾后得到的CleanReads為54Gbp，Q30達到85%，平均每個個體測序深度36X。樣品與參考基因組平均比對效率為95.19%，平均覆蓋深度為27X，基因組覆蓋度為97.13%（至少一個堿基覆蓋）。將進行不同樣品間SNP、Indel、SV檢測，并最終通過相應樣品的關聯分析，得到定位更精確的性狀連鎖區。根據Reads與參考基因組的比較的結果，在不同組的基因組上獲得了包含精細定位區域在內的大量SNP和插入缺失等基因變異。經過篩選獲得若干抗逆相關候選基因，Os02g57430基因是其中一個候選基因。實施例2：水稻OsDZP基因的克隆及序列分析根據Os02g57430參考基因序列設計引物，并以云引、麗江、近等基因系抗性株系、近等基因系感病株系DNA為模板，克隆獲得相應的DNA序列。1、試劑高保真DNA聚合酶PrimeStar購于TaKaRa公司；引物由上海英駿生物技術有限公司合成，其余試劑均為進口分裝或國產分析純產品。2、大腸桿菌菌株和植物材料大腸桿菌(Escherichiacoli)菌株DH5α購于北京全式金生物技術有限公司；廣譜抗稻瘟病水稻品種云引由云南省農業科學院提供。3、培養基和溶液LB培養基:胰蛋白胨10g/L，酵母粉5g/L，NaCl10g/L。用NaOH調pH至7.0，高壓滅菌。按以下程序進行擴增：95℃3min(預變性)；95℃30s(變性)，55℃30s(復性)，72℃120s(延伸)，所述變性-復性-延伸30個循環；72℃5min(總延伸)。引物序列如下：DZPF:5’-ATGGCCACTCGGTTTCTGC-3’；DZPR:5’-CTATTTTTTATCAGAAGGGCCCTTATCAT-3’。通過上述操作，獲得了OsDZP基因PCR擴增產物并送生物技術公司測序。測序結果采用NCBI、BLAST及DNAMAN等軟件進行比較分析。測序結果通過比對，云引中Os02g57430與Nipponbare序列進行比較有99%的同源性，進一步在NCBI繼續Blast分析，結果顯示與已克隆的短花藥野生稻DNL型鋅指蛋白（DNL-typezincfingerprotein）同源性為87%。蛋白保守結構域預測結果顯示其具有鋅指蛋白DNL結構域。因此將云本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種水稻鋅指蛋白，其特征在于：其氨基酸序列如SEQ?ID?NO.2所示。

【技術特征摘要】
1.一種水稻鋅指蛋白，其特征在于：其氨基酸序列如SEQIDNO.2所示。2.一種編碼權利要求1所述水稻鋅指蛋白的基因，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張建福，何煒，朱永生，連玲，蔡秋華，謝鴻光，謝華安，
申請(專利權)人：福建省農業科學院水稻研究所，
類型：發明
國別省市：福建;35