[发明专利]水稻OsRS基因在选育高种子活性水稻中的应用

说明书

本发明公开了一种水稻OsRS基因在选育高种子活性水稻中的应用，还记载了水稻OsRS基因的过表达元件在选育高种子活性水稻中的应用，同时还记载了一种OsRS基因过表达元件，包括pCUbi‑1309载体和OsRS基因片段，其具体用限制性内切酶NcoI和BstEII双酶切pCUbi‑1309载体后，将带有同源端的OsRS基因目的片段和酶切载体通过Exnase酶的催化进行同源重组连接而成。

技术领域

本发明涉及水稻育种及相关基因筛选技术领域，更具体地说是涉及水稻OsRS基因的应用。

背景技术

水稻种子在储藏过程中的陈化变质，是农业生产上经常遇到问题。我国作为世界上最大的稻米生产国和消费国，稻谷在储藏期间的陈化与霉变，造成每年几十亿斤的损失，同时，稻谷储藏过程中种子活力的下降，对育种工作产生的负面影响更是不可估量。随着分子生物学技术的飞速发展，水稻种子活力遗传机制及生理生化机制方面的研究取得了较大的进展，对我国水稻生产具有重要意义。

棉子糖家族寡糖(Raffinose family oligosaccharides,RFOs)是植物中广泛存在的可溶性低聚糖，可参与调控种子活力，对植物抗老化具有重要作用，但在水稻中RFOs对不同胁迫的调控途径和功能研究鲜有报道。棉子糖合成酶(Raffinose Synthase，RS)是植物RFOs合成通路中的关键酶。棉子糖合成酶AtRS5敲除突变体rs5的种子，获得脱水耐受性的时间迟于野生型。而过表达转基因植株OE-AtRS5与野生型相比，相同时间内获得了更高的脱水耐受性，种子中肌醇半乳糖苷、棉子糖及水苏糖的含量较高，并在缺水胁迫下表现出更高的发芽率及发芽势。玉米棉子糖合成酶基因ZmRS敲除突变体zmrs的种子活力及耐贮性较对照而言显著下降，表现为萌发所需时间延长，胚根、胚芽生长速率减缓。这些基因的突变体以及转基因材料表明RS基因可通过提高RFOs的含量从而提高种子活力。

因此，如何克隆到OsRS基因并将其应用于提高水稻种子活力中是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明在粳稻品种“日本晴”中克隆到OsRS基因，利用水稻遗传转化获得了三个OsRS敲除转基因株系和一个OsRS过表达转基因株系，种子活力评测实验表明，敲除OsRS对种子活力无明显影响，过表达OsRS显著提高了水稻种子活力。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

水稻OsRS基因在选育高种子活性水稻中的应用。

作为上述技术方案优选的技术方案，OsRS基因能提高SOD和CAT活性。

作为上述技术方案优选的技术方案，水稻OsRS基因应用于构建OsRS基因过表达元件中，进而转化至水稻植株中

作为与上述技术方案相同的发明构思，本发明还请求保护水稻OsRS基因的过表达元件在选育高种子活性水稻中的应用。

一种OsRS基因过表达元件，包括pCUbi-1309载体和OsRS基因片段，其具体用限制性内切酶NcoI和BstEII双酶切pCUbi-1309载体后，将带有同源端的OsRS基因目的片段和酶切载体通过Exnase酶的催化进行同源重组连接而成。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明克隆得到水稻OsRS基因，通过在水稻中过表达和敲除该基因，研究了OsRS基因的功能，为水稻育种提供了理论基础。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为OsRS基因过表达载体构建策略示意图；