[发明专利]水稻吲哚乙酸氨基化合成酶基因OsGH3.6的编码序列及其应用

说明书

技术领域

本发明属于基因工程技术领域，具体涉及一种在水稻中表达的吲哚乙酸氨基化合成酶基因OsGH3.6的编码序列及其应用。具体包括：吲哚乙酸氨基化合成酶基因OsGH3.6基因的核苷酸编码序列的克隆，对水稻此基因内源的不同器官、组织的空间表达模式，干旱、高盐胁迫以及植物激素处理后的表达模式变化进行分析鉴定，以及OsGH3.6 tilling突变体的检测以及根长和产量分析。

背景技术

生长素在植物体内分布很广，如根、茎、叶、花、果实、种子及胚芽鞘等。但主要集中在生长旺盛的部位（胚芽鞘、幼嫩的茎尖、根尖、叶片、受精后的子房和幼嫩的种子等）, 而在趋向衰老的组织和器官中，生长素的含量相对较少（Ljung et al., 2001; Friml, 2003）。在植物的生长发育过程中，体内合成的生长素是可以从其合成部位向作用部位运输的。

生长素早期响应基因分为三大类：Aux/IAA、GH3家族和SAUR (Small auxin-up RNA) 基因家族。其中，Aux/IAA蛋白在生长素信号通路中起着转录抑制的作用，它是生长素早期响应因子中研究最为清楚和主要的一类基因家族。研究发现，Aux/IAA是核蛋白，含有I、II、III、IV四个结构域（Abel et al., 1994）；其中I结构域可以决定它是转录抑制子（Tiwari et al., 2004），II结构域起着快速降解Aux/IAA蛋白的作用，III和IV结构域能与ARF的III和IV结构域相互作用（Ouellet et al., 2001）。水稻中有31 个Aux/IAA 成员。其中，OsIAA11 功能获得突变可抑制水稻侧根原基的发生（Zhu et al., 2012）。OsIAA13通过参与生长素信号途径，从而调控与水稻侧根起始的相关基因的表达（Kitomi et al., 2012）。OsIAA23可介导的生长素信号通路，对水稻的根尖静止中心细胞的胚后维持起一定的作用（Ni et al., 2011）。

第一个GH3家族基因最早是在大豆中发现的，以后相继在拟南芥、水稻和葡萄等中也有发现。至今水稻中有13个GH3基因家族成员，各成员在水稻染色体上的分布也各有不同。通过构建同源进化树分析发现，可将水稻中的GH3家族基因分为两大类（Mukesh et al., 2006）。近年来，通过突变体筛选及功能基因组学研究,水稻中的有些 GH3家族蛋白的功能已被确定。发现GH3家族的基因属于吲哚乙酸氨基化合成酶基因，可以催化IAA与氨基酸结合，使游离的IAA含量降低，从而行使生理生化的功能。有研究报道，发现OsGH3.1和OsGH3-8可通过降低水稻中生长素的含量，减少细胞壁的松弛，从而增强防御反应和对病原菌的抗性（Domingo et al., 2009; Ding et al., 2008）。OsGH3-2过表达株系中，根系呈细丝状，侧根的数目减少，表明OsGH3-2可能参与调控水稻侧根的发育（Du et al., 2012）。TLD1/OsGH3.13还可通过下调吲哚乙酸的含量，来改变水稻株型和提高水稻抗旱性（Zhang et al., 2009）。