RecQ介导的基因组不稳定蛋白1在调控植物耐盐性中的应用

专利2025-07-01  3


本发明涉及基因工程领域,尤其涉及recq介导的基因组不稳定蛋白1在调控植物耐盐性中的应用。


背景技术:

1、生物法是利用植物和微生物来改善盐碱土地。盐胁迫通过改变植物的新陈代谢过程影响了其生长,这大大降低了作物的产量,因此研究植物体中抗盐生理机制变得十分必要。真核微藻作为初级生产者,存在于大多数环境中。轻度耐盐藻可以耐受11-33的盐度,中度耐盐藻可以耐受33-150的盐度,而极端耐盐藻可以耐受150以上的盐度。耐盐微藻可以在一定的盐浓度环境中生长,因此多被用来研究对盐碱土地的治理。大部分微生物在高盐环境下不能生存,可以减少微藻培养过程中染菌的风险,且研究发现,微藻在盐胁迫下生长可以促进油脂的积累。因此研究开发微藻耐盐机制、提高微藻耐盐性具有非常重要的意义。

2、通过在海洋微藻中鉴定和表征耐盐相关基因,开展盐胁迫的应答和耐受分子机制的研究,也可为培育耐盐作物新品种提供重要的理论依据与基因资源。因此,通过扩大筛选获得更多与耐盐相关的功能基因,结合基因工程的手段改良作物品质、调节其抗盐能力具有重要的现实意义。

3、

4、recq介导的基因组不稳定蛋白1(recq-mediated genome instability 1, rmi1)在病毒、原核和真核生物体内广泛存在,已有研究揭示rmi1在dna复制和复制应激反应中起重要作用。rmi1是人类布鲁姆综合征中recq重要解旋酶(blm)-拓扑异构酶iiiα(topo iiiα)-rmi1-rmi2复合物的重要组成部分,一起定位于核病灶以响应复制应激反应,rmi1促进复制延伸,在维持基因组稳定性方面起着关键作用。敲低rmi1会导致复制分叉率降低,并且这种变化是不可逆的。在模式植物拟南芥中,rtr复合体由recq解旋酶recq4a、ia型拓扑异构酶top3a和rmi1组成,抑制体细胞中的同源重组过程以及dna交联修复需要上述三个部分共同完成。此外,atrmi1和attop3a也在减数分裂的重组过程中发挥核心作用。目前rmi1具体的生物学功能和作用途径还不清楚。


技术实现思路

1、有鉴于此,本发明提供了recq介导的基因组不稳定蛋白1在调控植物耐盐性中的应用。本发明的研究发现recq介导的基因组不稳定蛋白1(rmi1)或其编码基因能够用于调节植物的耐盐性能,通过crispr/cas9基因敲除,获得的微拟球藻rmi1基因的突变体和拟南芥哥伦比亚型col-0的rmi1基因的突变体,表现出显著提高的耐盐性,揭示了通过操控该基因提高耐盐性的物种普适性和应用前景,为植物种质资源的遗传改良提供了重要的解决方向。

2、为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:

3、本发明提供了如下任意项在调控植物耐盐性中的应用;

4、(i)、recq介导的基因组不稳定蛋白1;和/或

5、(ii)、在如(i)所示的recq介导的基因组不稳定蛋白1的氨基酸序列的基础上经取代、缺失、添加和/或替换1个或多个氨基酸的序列;和/或

6、(iii)、编码(i)或(ii)所述recq介导的基因组不稳定蛋白1的核酸分子;和/或

7、(iv)、与(iii)所示核酸分子的核苷酸序列编码相同蛋白质,但因遗传密码的简并性而与(iii)所示的核苷酸序列不同的核苷酸序列。

8、在本发明的一些实施方案中,上述应用中,所述recq介导的基因组不稳定蛋白1具有:

9、(1)、如seq id no:1或seq id no:3所示的氨基酸序列;或

10、(2)、在如(1)所示的氨基酸序列的基础上经取代、缺失、添加和/或替换1个或多个氨基酸的序列;或

11、(3)、与如(1)所示的氨基酸序列同源性90%以上的序列。

12、在本发明的一些实施方案中,上述应用中,所述核酸分子具有:

13、(7)、如seq id no:2或seq id no:4所示的核苷酸序列;或

14、(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

15、(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。

16、在本发明的一些实施方案中,上述应用中,所述植物包括:拟南芥和/或微拟球藻。

17、本发明还提供了突变体,具有:

18、(4)、如seq id no:5所示的氨基酸序列;或

19、(5)、在如(4)所示的氨基酸序列的基础上经取代、缺失、添加和/或替换1个或多个氨基酸的序列;或

20、(6)、与如(4)所示的氨基酸序列同源性90%以上的序列。

21、本发明还提供了编码上述突变体的核酸分子。

22、本发明还提供了生物材料,包括如下任意项:

23、(i)、含有上述核酸分子的表达盒;

24、(ii)、含有上述核酸分子的重组载体,或含有(i)所述表达盒的重组载体;

25、(iii)、敲除或敲低上述核酸分子的表达载体;

26、(iv)、含有上述核酸分子的宿主、或含有如(i)所述表达盒的宿主,或含有(ii)所述重组载体的宿主,或含有(iii)所述表达载体的宿主。

27、本发明还提供了产品,包括:上述突变体、上述核酸分子和/或上述生物材料。

28、本发明还提供了上述突变体、上述核酸分子、上述生物材料和/或上述产品在提高、预测和/或鉴定植物耐盐性中的应用。

29、在本发明的一些实施方案中,上述应用中,所述植物包括:拟南芥和/或微拟球藻。

30、本发明还提供了提高、预测和/或鉴定植物耐盐性的方法,降低或检测recq介导的基因组不稳定蛋白1的表达水平或活性。

31、本发明提供了如下任意项在调控植物耐盐性中的应用;

32、(i)、recq介导的基因组不稳定蛋白1;和/或

33、(ii)、在如(i)所示的recq介导的基因组不稳定蛋白1的氨基酸序列的基础上经取代、缺失、添加和/或替换1个或多个氨基酸的序列;和/或

34、(iii)、编码(i)或(ii)所述recq介导的基因组不稳定蛋白1的核酸分子;和/或

35、(iv)、与(iii)所示核酸分子的核苷酸序列编码相同蛋白质,但因遗传密码的简并性而与(iii)所示的核苷酸序列不同的核苷酸序列。

36、本发明的研究发现recq介导的基因组不稳定蛋白1(rmi1)或其编码基因能够用于调节植物的耐盐性能,通过crispr/cas9基因敲除,获得的微拟球藻rmi1基因的突变体和拟南芥哥伦比亚型col-0的rmi1基因的突变体,表现出显著提高的耐盐性,揭示了通过操控该基因提高耐盐性的物种普适性和应用前景,为植物种质资源的遗传改良提供了重要的解决方向。



技术特征:

1.如下任意项在调控植物耐盐性中的应用;

2.如权利要求1所述的应用,其特征在于,所述recq介导的基因组不稳定蛋白1具有:

3.突变体,其特征在于,具有:

4.编码如权利要求3所述突变体的核酸分子。

5.生物材料,其特征在于,包括如下任意项:

6.产品,其特征在于,包括:如权利要求3所述的突变体、如权利要求4所述的核酸分子和/或如权利要求5所述的生物材料。

7.如权利要求3所述突变体、如权利要求4所述核酸分子、如权利要求5所述生物材料和/或如权利要求6所述的产品在提高、预测和/或鉴定植物耐盐性中的应用。

8.如权利要求7所述的应用,其特征在于,所述植物包括:拟南芥和/或微拟球藻。

9.提高、预测和/或鉴定植物耐盐性的方法,其特征在于,降低或检测recq介导的基因组不稳定蛋白1的表达水平或活性。


技术总结
本发明涉及基因工程领域,尤其涉及RecQ介导的基因组不稳定蛋白1在调控植物耐盐性中的应用。本发明的研究发现RecQ介导的基因组不稳定蛋白1(RMI1)或其编码基因能够用于调节植物的耐盐性能,通过CRISPR/Cas9基因敲除,获得的微拟球藻RMI1基因的突变体和拟南芥哥伦比亚型col‑0的RMI1基因的突变体,表现出显著提高的耐盐性,揭示了通过操控该基因提高耐盐性的物种普适性和应用前景,为植物种质资源的遗传改良提供了重要的解决方向。

技术研发人员:甘琴华,李果果,安琪尔,曾子兮,王旭,张书言
受保护的技术使用者:海南大学
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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