[发明专利]一种水稻抗旱、耐盐基因OsSKL2及其应用

说明书

本发明公开了一种水稻抗旱、耐盐基因OsSKL2及其应用，涉及基因工程技术领域，该基因具有如SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列。该基因能够调控水稻在干旱、高盐下的存活率，对水稻干旱、高盐具有正调控作用；该基因的发现为莽草酸在非生物胁迫的调控作用提供了直接证据，为改良作物的非生物逆境提供了新的研究途径，对培育抗旱、耐盐的材料具有重要的理论和实践意义。

技术领域

本发明涉及基因工程技术领域，具体涉及一种水稻抗旱、耐盐基因OsSKL2及其应用。

背景技术

水稻是全球主要的粮食作物，为全世界一半以上人口提供了口粮。然而，随着人口增长、环境条件恶化以及耕地面积减少，导致人口增多与粮食需求间的供需矛盾日益突出。目前，引起水稻产量下降的主要环境因素是干旱和土壤盐碱化。据统计依靠传统淹水灌溉方式的水稻种植面积和产量约占世界水稻总面积和总产量的55％和75％。近年来，干旱和土壤盐碱化造成的粮食减产呈现加重趋势，已威胁到粮食安全生产。因此挖掘抗旱耐盐基因、解析其作用机制是生物技术育种的一个重要目标，对保障水稻高产稳产和粮食安全生产具有重要意义。

为了适应外界环境的变化，植物在其长期演化过程中已进化出多种途径和调控机制来应对环境刺激从而保障正常的生长发育。研究表明，位于植物细胞表面(如细胞壁、质膜)和细胞器(如细胞质、细胞核)的胁迫感受器捕捉到外界胁迫信号后，迅速将刺激信号转化传递到细胞内影响第二信使(如Ca²⁺、ROS、NO、磷脂等)的水平，进而改变调控基因和转录因子的表达。转录因子通过结合、调控下游功能基因的表达诱导植物保护机制如解毒、修复应激反应来保证植物的正常生长。玉米转录因子ZmbHLH124直接结合并激活ZmDREB2A的表达，进而提高玉米的耐旱性。水稻中，OsMYB3R-2通过调控OsCycB1；1和OsKNOLLE2等细胞周期蛋白基因的表达，降低ABA的敏感性，增强水稻对冷、高盐和干旱的抵抗能力。虽然对于植物干旱耐盐的基因已有不少报道，但是初生代谢与次生代谢途径直接参与到干旱高盐胁迫中的功能主效基因知之甚少。

莽草酸循环广泛存在于植物和微生物中，是连接碳水化合物代谢和次生代谢的重要枢纽，并为其他次生代谢提供底物。莽草酸途径是由多种代谢酶催化的生化反应，其产物是苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸。其中莽草酸激酶(SK)是催化莽草酸途径的第五步反应，水稻中SK的编码基因为SK-1，SK-2，SK-3和SKL1，SKL2。研究发现SK1和SK2和叶绿体的形成与发育密切相关。虽然已有研究表示莽草酸含量在干旱、高盐条件下有显著变化，但是具体如何调控干旱高盐胁迫反应没有直接证据，其功能基因也不清楚。因此，提出一种水稻抗旱、耐盐基因OsSKL2及其应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种水稻抗旱、耐盐基因OsSKL2及其应用。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

本发明提供了一种水稻抗旱、耐盐基因OsSKL2，该基因具有如SEQID NO.1所示的核苷酸序列，全长1128bp。

本发明还提供了一种上述水稻抗旱、耐盐基因OsSKL2在提高水稻抗旱性、耐盐性中的应用。

进一步改进在于，所述基因OsSKL2对水稻的抗旱性、耐盐性具有正调控作用，过量表达转基因水稻植株可提高水稻在干旱、高盐下的存活率，而RNAi沉默转基因水稻植株干旱、高盐下的存活率显著降低

本发明还提供了一种上述水稻抗旱、耐盐基因OsSKL2的编码蛋白，该编码蛋白具有如SEQID NO.2所示的氨基酸序列。

进一步改进在于，所述蛋白定位于叶绿体中，受干旱、高盐诱导表达，其编码的莽草酸激酶是催化莽草酸途径的关键代谢酶。

本发明还提供了一种质粒载体，所述质粒载体为通过在pEASY-T1载体上插入上述水稻抗旱、耐盐基因OsSKL2获得。