SRZ3基因及其在提高水稻耐盐性方面的应用

专利2026-06-30  14


本发明属于生物基因,具体涉及 srz3基因及其在耐盐性方面的应用。


背景技术:

1、由于全球人口增加、过度施肥和其他耕作方式,土壤盐渍化致使耕地资源遭到破坏、农业生产蒙受巨大损失,已成为世界性的生态问题。同时,中国是世界第三大盐碱土国家,沿海滩涂以及内陆的盐碱地资源是我国重要的土地后备资源,开发利用盐碱地对生态环境的改善和粮食安全潜力的保障均具有重要的现实意义。

2、盐胁迫对植物的影响分为两个阶段:在根部遭遇盐胁迫后立即开始的快速渗透胁迫阶段,以及因盐分离子(主要是na+和cl-)在叶片中过度积累而导致的缓慢离子胁迫阶段。盐胁迫还会导致一系列次生效应,如氧化胁迫和养分缺乏。植物进化出了复杂的途径,使它们能够抵御这些有害影响,其中包括调节渗透胁迫耐受性、盐离子的转运和区隔、氧化胁迫耐受性、碱性胁迫耐受性以及生长与盐耐受性之间权衡的途径。

3、水稻( oryza sativa)属于盐敏感作物,水稻在不同发育时期对盐胁迫的敏感性存在差异。种子萌发期相对较耐盐,而幼苗期较为敏感,耐盐性相对较强的品种进入营养生长期后耐盐性会逐渐增强,但生殖生长期对盐分异常敏感。种子的发芽率、发芽势与发芽指数等生理指标随着盐浓度的增大不断降低。在营养生长阶段表现为抑制叶细胞增大、延缓叶片生长、影响光合速率、降低干物质积累、减少有效分蘖等,生殖生长期受到盐胁迫表现为花期推迟、幼穗分化进程减慢、颖花量减少和结实率降低,严重影响产量和品质。

4、水稻是沿海滩涂和盐碱地改良的首选粮食作物,已经产生了可观的经济效益。盐碱地改种水稻具有方法简便、不影响农业生产进度、不污染环境的优点,且改良效果显著。种植耐盐水稻主要是通过泡田洗碱、经常灌溉及施肥等耕作技术降低土壤含盐量,提高了土壤肥力,实现盐碱土的改良。研究发现,种植耐盐水稻不仅能明显降低土壤盐分和土壤容重,还能提高土壤有机质含量并增加土壤保水能力。

5、总之,系统研究水稻耐盐碱的分子机理,挖掘耐盐碱的关键基因和调控网络,依靠分子设计育种等策略培育耐盐碱能力更强的水稻品种,对保障盐渍化耕地上水稻的高产稳产、利用边际盐碱地增加农作物种植面积和总产量、保障全球粮食安全意义重大。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种 srz3基因及其在提高水稻耐盐性方面的应用。

2、一种 srz3基因,所述 srz3基因的多核苷酸为 (a)、(b)、(c)或(d)所示:

3、(a)如序列表seq id no:1 所示的多核苷酸;或

4、(b)与seq id no:1的互补序列在严谨杂交条件能够进行杂交的多核苷酸,该多核苷酸所编码蛋白质仍具有耐盐的功能;

5、(c)与seq id no:1所示的多核苷酸至少有90%或以上同源性的多核苷酸;或

6、(d)在seq id no:1所示的多核苷酸的基础上进行一个或多个碱基的缺失、取代或插入得到的多核苷酸突变体,且该多核苷酸突变体所编码的蛋白仍具有耐盐的活性。

7、一种srz3蛋白,所述srz3蛋白的氨基酸序列为 (a)、(b)或(c)所示:

8、(a)如序列表seq id no:2 所示的氨基酸序列;或

9、(b)与seq id no:2所示的氨基酸至少有90%或以上同源性的氨基酸;或

10、(c)在seq id no:2所示的蛋白基础上进行一个或多个氨基酸的缺失、取代或插入得到的蛋白突变体,且该蛋白仍具有耐盐的活性。

11、包含所述 srz3基因的载体。

12、包含所述 srz3基因的载体的工程菌。

13、检测所述 srz3基因任一片段的引物。

14、所述 srz3基因在培育耐盐水稻品种中的应用。

15、一种提高水稻耐盐性的方法,提高 srz3蛋白在水稻中的表达水平。

16、所述方法包括用上述dna分子或上述多肽转化水稻细胞或者沉默目的水稻中所含有的上述dna分子或上述多肽,再将转化后的水稻细胞培育成植株,得到耐盐性改变的转基因水稻,其中耐盐性可以是提高或降低的。

17、本发明的有益效果:本发明首次鉴定到提高水稻 srz3基因表达能明显地提高水稻幼苗对盐的耐受性,使植物过表达转基因株系相对于野生型,经过一段时间胁迫处理后,生长受抑制的程度减弱。本发明的蛋白及其编码基因对于植物耐盐机制的研究,以及改良植物的耐盐性及农作物产量性状具有重要的理论及实际意义,将在作物遗传育种中发挥重要作用,应用前景广阔。



技术特征:

1.一种srz3基因,其特征在于,所述srz3基因的多核苷酸为 (a)、(b)、(c)或(d)所示:

2.一种srz3蛋白,其特征在于,所述srz3蛋白的氨基酸序列为 (a)、(b)或(c)所示:

3.包含权利要求1所述srz3基因的载体。

4.包含权利要求3所述srz3基因的载体的工程菌。

5.检测权利要求1所述srz3基因任一片段的引物。

6.权利要求1所述srz3基因在培育耐盐水稻品种中的应用。

7.一种提高水稻耐盐性的方法,其特征在于,提高srz3蛋白在水稻中的表达水平。


技术总结
本发明公开了SRZ3基因及其在提高水稻耐盐性方面的应用。所述SRZ3基因的核苷酸序列如序列表SEQ ID NO:1所示。本发明还公开了SRZ3基因过表达株系在NaCl处理下表型,本发明的蛋白及其编码基因对于植物耐盐机制的研究,以及提高植物的耐盐性和相关性状的改良具有重要的理论和实际意义,将在植物耐盐分子育种中发挥重要作用,应用前景广阔。

技术研发人员:王娟,李杭,江雷,秦华,权瑞党,黄荣峰
受保护的技术使用者:中国农业科学院生物技术研究所
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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