控制水稻耐冷的基因epiCOLD1及其应用

专利2025-04-10  9


本发明涉及生物工程领域,尤其涉及控制水稻耐冷的基因epicold1及其应用。


背景技术:

1、水稻是起源于热带的重要粮食作物,与其他谷类作物相比,对低温胁迫/冷胁迫更为敏感。世界范围内,超过1500万公顷水稻在单个或多个生长阶段遭受冷害,导致平均水稻产量减少5-40%。为保证我国的粮食安全,最大限度地减少冷害对水稻产量损失并扩大水稻种植范围,鉴定耐低温基因,尤其是驯化过程中和不同生态条件下产生变异的重要耐低温基因,并进行水稻的耐冷的遗传改良至关重要。


技术实现思路

1、有鉴于此,本发明提供了控制水稻耐冷的基因epicold1及其应用。本发明通过在一个水稻微核心种质水稻群体(shang et al., 2022)中发现,有一个基因的启动子在96%的粳稻中为低甲基化基因高表达状态,在88%的籼稻为高甲基化基因低表达状态,通过dna去甲基化修饰提高了籼稻的耐冷性。本发明首次通过表观修饰获得epicold1高表达的稳定遗传材料,为水稻耐冷种质的创制提供新方法。

2、为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:

3、本发明提供了标志物,包括:epicold1基因的高甲基化区域的甲基化水平;

4、所述epicold1基因具有:

5、(1)、如seq id no:1所示的核苷酸序列;或

6、(2)、如(1)所示的核苷酸序列经取代、缺失或添加一个或多个碱基获得的核苷酸序列,且与(1)所示的核苷酸序列功能相同或相似的核苷酸序列;或

7、(3)、与(1)或(2)所示的核苷酸序列至少有80%同一性的核苷酸序列;和/或

8、所述高甲基化区域具有:

9、(4)、如seq id no:2所示的核苷酸序列;或

10、(5)、如(4)所示的核苷酸序列经取代、缺失或添加一个或多个碱基获得的核苷酸序列,且与(4)所示的核苷酸序列功能相同或相似的核苷酸序列;或

11、(6)、与(4)或(5)所示的核苷酸序列至少有80%同一性的核苷酸序列。

12、在本发明的一些实施方案中,seq id no:1的序列为:atgggttcttcgtcttccacctccctcgtctccctcctcctcccctgcctcctctccttgctcctcatccgcctctccacccacctcaaccctgacccgaccgccgccgcgccccgcttcaagaggacccctcccttccccctccgcttccgccatgacggcgccttcaagatcctccaggtggcggacatgcacttcggcaacggcgccgccacgcggtgccgggacgtggcgccggaggtgggcggcgcgcgctgctccgacctcaacaccacgcggttcctgcggcgggtcatcgaggccgagaggcccgacctcatcgccttcaccggagacaatatatttgggggcagtgcatctgatgcagctgagtcactactcaaagcaattagccctgcaatcgagtataaagtaccatgggctgccattttaggaaatcatgaccaggagtccactatgaccagagaggaactgatggtgttcatgtccctgatggattactcggtatctcaagtaaaccctcctggttctttggtacatgggtttggcaactatcatgtcagcatacatgggccgtttggttctgagtttgtcaatactagtttacttaacctttacttcctggatagtggtgatcgtgaagtggtcaatggagtaaaaacctatggatggatcaaagaatctcaacttgcttggcttcgtgctacctcacaggagcttcagcaaaacttgcatgctcctgcatttgcattctttcacatcccaattccagaagtcagagggctgtggtatacaggtttcaagggccagtatcaggaaggggtggcttgctcaactgtaaactccggtgttcttggcaccctaacctccatgggagatgtgaaagctgtctttcttggccatgaccatcttaatgatttttgtggcgaccttaatgggatatggttctgttatggtggtggctttggttatcatgcctatggaagacctcattggccaagaagagctcgggtaattcatactgaactcaagaaagggcagaaatcattggtggaagtcgagtcgatccacacctggaagctgttagatgatgaaaaactaactaaaattgatgagcaggttctttggagacacagcagcatatga。

13、在本发明的一些实施方案中,seq id no:2的序列为:cgaagcccacagtgcctgttaccccaaatacgttacctcaagcccactgacgaaatttattccccacctacccttccacctagcgactcgtcttctcctccactccatcaccgtggcctacctctcctgccgcgccgccgctctgcttctcccgcgcctcctcgcctcccacaccgccgcgcctccttctcctctcctcccaagcagcagcagcaggagatggggcggtctacggcggtcggcggcggcggcttccgcggcgcggtctttggcggcacggtctgcggcattcttggcaacgactcaccatcgtgtgggcggctggcggttcttggcagcgcgcggcgaagactcggcggaggcggactcgagcagctgctccatccacggccgccgctctgcttcttctccctcgccgcgcctccttcccctccctctctgtctgccgcccctcccctctccctttcccactccgtcgcggcgatggtgaagggccatggtttggttgcgttgcaaatccatccattcactcccttgcgccgtcatggtcttcatcgccaccaccacagcggcactggcaccggcgtcatggcgcggccgccgcccgcgtcacactcaacgccatcggagagacgctttgccacagctgaatgtacacagaaaaaacataatattctctctctctctttgttttttgatctatttgtgttcttcgatttgtttgcatggttctgatttgattttgattttgatttgtatttgtgttgaagcaactggaagtgttctaggcccctccccggcagccaccggctcgtcgtcggcaccccg。

14、本发明还提供了上述标志物在提高水稻耐冷性中的应用。

15、本发明还提供了核酸分子,将上述应用中的所述高甲基化区域去甲基化后获得。

16、在本发明的一些实施方案中,上述核酸分子中,所述高甲基化区域具有:

17、(7)、如seq id no:2所示的核苷酸序列;或

18、(8)、如(7)所示的核苷酸序列经取代、缺失或添加一个或多个碱基获得的核苷酸序列,且与(7)所示的核苷酸序列功能相同或相似的核苷酸序列;或

19、(9)、与(7)或(8)所示的核苷酸序列至少有80%同一性的核苷酸序列。

20、本发明还提供了表达盒,包括:上述核酸分子。

21、本发明还提供了重组载体,包括:上述核酸分子和/或上述表达盒。

22、本发明还提供了宿主,转化和/或转染上述重组载体。

23、本发明还提供了上述核酸分子、上述表达盒、上述重组载体和/或上述宿主在提高植物耐冷性中的应用。

24、在本发明的一些实施方案中,上述应用中,所述提高植物耐冷性包括如下步骤:将所述重组载体转入受体植物。

25、在本发明的一些实施方案中,上述应用中,所述植物包括:水稻。

26、本发明提供了标志物,包括:epicold1基因的高甲基化区域的甲基化水平。

27、本发明通过在一个水稻微核心种质水稻群体中发现,有一个基因的启动子在96%的粳稻中为低甲基化基因高表达状态,在88%的籼稻为高甲基化基因低表达状态,通过dna去甲基化修饰提高了籼稻的耐冷性。本发明首次通过表观修饰获得epicold1高表达的稳定遗传材料,为水稻耐冷种质的创制提供新方法。


技术特征:

1.标志物,其特征在于,包括:epicold1基因的高甲基化区域的甲基化水平;

2.如权利要求1所述的标志物在提高水稻耐冷性中的应用。

3.核酸分子,其特征在于,将如权利要求1或2所述应用中的所述高甲基化区域去甲基化后获得。

4.如权利要求3所述的核酸分子,其特征在于,所述高甲基化区域具有:

5.表达盒,其特征在于,包括:如权利要求3或4所述的核酸分子。

6.重组载体,其特征在于,包括:如权利要求3或4所述的核酸分子和/或如权利要求5所述的表达盒。

7.宿主,其特征在于,转化和/或转染如权利要求6所述的重组载体。

8.如权利要求3或4所述的核酸分子、如权利要求5所述的表达盒、如权利要求6所述的重组载体和/或如权利要求7所述的宿主在提高植物耐冷性中的应用。

9.如权利要求8所述的应用,其特征在于,所述提高植物耐冷性包括如下步骤:将所述重组载体转入受体植物。

10.如权利要求8或9所述的应用,其特征在于,所述植物包括:水稻。


技术总结
本发明涉及生物工程领域,尤其涉及控制水稻耐冷的基因epiCOLD1及其应用。本发明提供了标志物,包括:epiCOLD1基因的高甲基化区域的甲基化水平;所述epiCOLD1基因具有:如SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列;和/或所述高甲基化区域具有:如SEQ ID NO:2所示的核苷酸序列。本发明通过在一个水稻微核心种质水稻群体中发现,有一个基因的启动子在96%的粳稻中为低甲基化基因高表达状态,在88%的籼稻为高甲基化基因低表达状态,通过DNA去甲基化修饰提高了籼稻的耐冷性。本发明首次通过表观修饰获得epiCOLD1高表达的稳定遗传材料,为水稻耐冷种质的创制提供新方法。

技术研发人员:刘相培,商连光,余晓蔓,程翔,钱前
受保护的技术使用者:中国农业科学院农业基因组研究所
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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