水稻DSR1突变蛋白及其编码基因在水稻育种中的应用

技术领域

本发明涉及基因工程技术领域，特别是涉及水稻DSR1突变蛋白及其编码基因在水稻育种中的应用。

背景技术

干旱和真菌病害均造成农作物大规模减产，因此培育耐旱且抗病的作物是种植业的主要目标之一。现有技术已报道了不少与植物耐旱的相关基因，包括效应分子基因和调控基因，它们来源于水稻、小麦、玉米、大豆等农作物以及模式植物拟南芥和盐生植物等。其中一些已作为目的基因用于作物耐逆基因工程，成功培育出耐旱水稻、玉米、大豆等。但是由于耐旱和抗病常常不能同时兼顾，导致一些基因的应用障碍，因此需要克隆在提高作物耐旱性时不影响作物抗病性的新基因来满足育种的需要。但是，目前尚未有关于提高耐旱性且不影响抗病性的新基因的研究报道。

发明内容

本发明的目的是提供水稻DSR1突变蛋白及其编码基因在水稻育种中的应用，以解决上述现有技术存在的问题，本发明提供的DSR1突变蛋白正调控植物耐旱性且不影响抗病性，并且开发了关联分子标记，揭示DSR1突变蛋白及其编码基因和SNP分子标记对鉴定、培育耐旱抗病水稻品种具有重要意义。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种提高水稻耐旱性的DSR1突变蛋白，所述DSR1突变蛋白包含如SEQID No.2所示的氨基酸序列。

进一步地，在如SEQ ID No.2所示的氨基酸序列的第781位点处，氨基酸由Asn突变为Asp。

本发明还提供编码上述DSR1突变蛋白的基因，所述基因包含如SEQ ID No.1所示的核苷酸序列。

本发明还提供含有上述基因的生物材料，所述生物材料包含表达盒、重组载体、重组菌或转基因细胞系。

本发明还提供上述DSR1突变蛋白、上述基因或上述生物材料在调控水稻耐旱性中的应用。

本发明还提供上述DSR1突变蛋白、上述基因或上述生物材料在提高水稻耐旱性中的应用。

进一步地，通过上调所述DSR1突变蛋白或所述基因的表达量，以提高水稻耐旱性。

本发明还提供上述DSR1突变蛋白、上述基因或上述生物材料在创制耐旱性水稻中的应用。

本发明还提供一种与水稻耐旱性相关的SNP分子标记，其核苷酸序列如SEQ IDNo.1所示，在第2341位点处有一个A/G碱基突变。

本发明还提供一种鉴定水稻耐旱性的方法，以待测水稻的DNA为模板，对所述SNP分子标记进行PCR扩增，若扩增结果显示突变碱基为G，则水稻耐旱性增强。

本发明公开了以下技术效果：

在前期水稻突变体筛选过程中，本发明鉴定到一个耐旱性显著提高的水稻突变体。经图位克隆，发现其编码一个Myb类转录因子，其编码区的第2341位碱基A变位G(A2341G)，导致781位氨基酸Asn突变为Asp(Asn781Asp)，将其命名为DSR1

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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为dsr1突变体的图位克隆及测序结果图；其中，A为dsr1突变体的图位克隆；B为F2群体中具有dsr1表型植株的混池测序结果(n＝30)；C为野生型植株TP309、对照品种Jordan、突变体dsr1、F2群体中具有dsr1表型植株的混池、F2群体中野生型表型植株的混池在突变位点的测序结果；

图2为三周龄的台北309(TP309，WT)、dsr1突变体在正常生长条件和干旱生长条件下的表型图；比例尺为10cm；

图3为野生型水稻和dsr1突变体在干旱生长条件下的存活率对比柱状图；柱状图上方星号表示差异显著(P<0.01)；

图4为野生型水稻和dsr1突变体植株叶片在戳伤接种稻瘟菌(生理小种zhong10-8-14)5天后的代表性病斑图片和病斑长度的统计图(平均值±SD，n＝20)；比例尺为1cm，柱状图上方ns表示不具有显著性差异(P>0.05)。

具体实施方式

现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。

应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值，以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。

除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。

在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本发明说明书和实施例仅是示例性的。

关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。

申请人的前期研究中，在水稻突变体筛选过程中鉴定到一个耐旱性显著提高的水稻突变体。经图位克隆，发现其编码一个Myb类转录因子，其编码区的第2341位碱基A变位G(A2341G)，导致781位氨基酸Asn变为Asp(Asn781Asp)，将其命名为DSR1

水稻品种TP309由四川农业大学国家重点实验室陈学伟教授提供。植物基因组DNA提取试剂盒：购自中国天根生物(TIANGEN)，货号为DP305。Total RNA提取试剂盒：购自美国Invitrogen的TRIzol，货号为15596026。反转录试剂盒：购自中国诺唯赞(Vanzyme)的HiScript III RT SuperMix for qPCR(+gDNAwiper)，货号为R323-01。

具体研究如下：

实施例1水稻耐旱基因DSR1

申请人在水稻中筛选到一个耐旱突变体dsr1，经图位克隆和BSA测序，将其定位在水稻7号染色体编码基因LOC_Os07g31450。图1为dsr1突变体的图位克隆及测序结果图，其中，A为dsr1突变体的图位克隆；B为F2群体中具有dsr1表型植株的混池测序结果(n＝30)；C为野生型植株TP309、对照品种Jordan、突变体dsr1、F2群体中具有dsr1表型植株的混池、F2群体中野生型表型植株的混池在突变位点的测序结果。

按照水稻Nip基因组参考序列设计引物：

DSR1GF：TGCATCATGGGCACCTCATT；

DSR1GR：TGCTGAGGCCTTTATTCGCA。

以TP309和耐旱突变体的DNA为模板，由上述引物扩增获得742bp片段，经测序确认该基因LOC_Os07g31450编码区的第2341位碱基A变位G(A2341G)，导致781位氨基酸Asn变为Asp(Asn781Asp)，将其命名为DSR1

按照水稻Nip基因组参考基因序列，设计全长CDS引物：

DSR1F：ATGAAACATTTGAATGATGTTAGG；

DSR1R：CTAATGCTCATCTGTGATCATCTC。

以TP309和耐旱突变体DSR1

DSR1

注：第2341位标记阴影的碱基位点为突变位点，野生型此处碱基为A，DSR1

DSR1

注：第781位标记阴影的氨基酸位点为突变位点，野生型此处氨基酸为N(Asn)，DSR1

实施例2DSR1

申请人发现了DSR1

苗期的干旱处理：受试材料为台北309(TP309)、以TP309为背景并遗传稳定的DSR1

实施例3DSR1

申请人发现了DSR1

苗期的戳伤接菌处理：受试材料为台北309(TP309)、以TP309为背景并遗传稳定的DSR1

结果说明DSR1

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。