本發(fā)明屬于植物基因工程，具體涉及 ossap3基因在調(diào)控水稻苗期高溫抗性中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、近年來，全球高溫天氣頻發(fā)，對水稻（ oryza?satival.）安全生產(chǎn)造成嚴(yán)重威脅。水稻的全生育期都對高溫敏感，萌發(fā)期高溫會降低種子活力，使種子無法正常萌發(fā)，導(dǎo)致成苗率降低；苗期高溫會導(dǎo)致幼苗生長不良，甚至干枯死亡；花期高溫會降低作物花粉活力，導(dǎo)致結(jié)實(shí)率降低，嚴(yán)重影響產(chǎn)量；而灌漿期高溫則會加速種子干物質(zhì)積累和縮短灌漿時(shí)間，從而影響千粒重及籽粒品質(zhì)，最終導(dǎo)致減產(chǎn)及稻米品質(zhì)下降。因此，探索高產(chǎn)高抗的水稻品種對水稻育種至關(guān)重要。

2、高溫脅迫下，植物體會產(chǎn)生大量活性氧（ros），葉綠體和過氧化物酶體是主要的ros生產(chǎn)者。過量的ros會導(dǎo)致植物氧化損傷，造成有害物質(zhì)過多積累，繼而影響細(xì)胞穩(wěn)態(tài)，抑制植物生長。在維持植物體ros產(chǎn)生與清除之間的平衡，保護(hù)植物免受氧化損傷的過程中，超氧化物歧化酶（sod）、過氧化氫酶（cat）、抗壞血酸過氧化物酶（apx）和谷胱甘肽還原酶（gr）等抗氧化物酶起著至關(guān)重要的作用。特別值得注意的是，apx是高等植物中含i類血紅素的過氧化物酶，具有ros清除活性且與ros親和力最強(qiáng)。apx以抗壞血酸（asa）為電子供體，催化h2o2向h2o和o2轉(zhuǎn)化。高溫脅迫顯著誘導(dǎo)擬南芥幾乎各個(gè)發(fā)育時(shí)期apxs的表達(dá)，且h2o2含量在對應(yīng)的缺失突變體中均顯著升高。

3、據(jù)報(bào)道，植物逆境脅迫相關(guān)蛋白（sap）是一類具有a20/an1鋅指結(jié)構(gòu)域的鋅指蛋白，也稱為?zfps?（zinc-finger?proteins）家族蛋白，在植物生長發(fā)育和逆境響應(yīng)中發(fā)揮重要作用。水稻中有18個(gè)sap蛋白，ossap1是植物中第一個(gè)被報(bào)道的具有a20/an1?結(jié)構(gòu)域的鋅指蛋白，在煙草中超表達(dá) ossap1，植株更加抗冷、耐鹽、耐旱。 ossap8過表達(dá)煙草和水稻種子對鹽、干旱、冷脅迫的耐受力增強(qiáng)。粳稻中 ossap9（ zfp177）對冷和高溫脅迫均產(chǎn)生應(yīng)答， ossap9轉(zhuǎn)基因植株對鹽和干旱脅迫更敏感。水稻 ossap4（ zfp185）可以影響赤霉素和脫落酸的生物合成，增加水稻對非生物脅迫的敏感性。 ossap7（ zfp173）過表達(dá)水稻植株的耐旱性降低。ossap1和ossap11均能與類受體蛋白激酶osrlck253互相作用，增強(qiáng)植株對非生物逆境的耐受響應(yīng)。水稻過表達(dá) ossap16植株氣孔導(dǎo)度下降，光合作用增強(qiáng)，對干旱脅迫的抗性增強(qiáng)。而 ossap16突變體在低溫下萌發(fā)率下降，過表達(dá) ossap16的種子低溫萌發(fā)增強(qiáng)。ossap5被報(bào)道可能參與水稻灌漿期高溫響應(yīng)，正調(diào)控水稻的高溫耐性。而ossap3作為水稻sap家族中的成員，其在調(diào)控水稻高溫脅迫響應(yīng)的方面未見研究報(bào)道。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)中對于ossap3調(diào)控水稻高溫脅迫響應(yīng)能力不清楚的問題，本發(fā)明提供了 ossap3基因在調(diào)控水稻苗期高溫抗性中的應(yīng)用，具體技術(shù)方案如下：

2、第一方面，本發(fā)明提供了 ossap3基因在調(diào)控水稻苗期高溫抗性中的應(yīng)用，所述 ossap3基因的cds序列如seq?id?no.1所示， ossap3基因的全長序列如seq?id?no.2所示。

3、第二方面，本發(fā)明提供了ossap3蛋白在調(diào)控水稻苗期高溫抗性中的應(yīng)用，所述ossap3蛋白的氨基酸序列如seq?id?no.3所示。

4、第三方面，本發(fā)明提供了一種重組載體在調(diào)控水稻苗期高溫抗性中的應(yīng)用，所述重組載體包含有 ossap3基因，所述 ossap3基因的cds序列如seq?id?no.1所示。

5、第四方面，本發(fā)明提供了一種基因工程菌在調(diào)控水稻苗期高溫抗性中的應(yīng)用，所述基因工程菌包含 ossap3基因，所述 ossap3基因的cds序列如seq?id?no.1所示。

6、進(jìn)一步地，所述應(yīng)用的途徑為：

7、通過沉默、敲低或敲除 ossap3基因，從而提高水稻苗期的高溫脅迫抗性。

8、進(jìn)一步地，所述敲除 ossap3基因的方法為：

9、（1）根據(jù) ossap3基因組序列，設(shè)計(jì)靶標(biāo)序列sgrna，通過crispr/cas9技術(shù)構(gòu)建 ossap3敲除突變體載體；

10、（2）將所述crispr/cas9載體轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌感受態(tài)細(xì)胞中，構(gòu)建含敲除 ossap3基因crispr/cas9的農(nóng)桿菌菌株；

11、（3）將所述農(nóng)桿菌菌株介導(dǎo)轉(zhuǎn)化水稻愈傷組織中，培育得到敲除 ossap3基因的純合株系。

12、進(jìn)一步地，所述sgrna的核苷酸序列如seq?id?no.6或seq?id?no.8所示。

13、第五方面，本發(fā)明提供了 ossap3基因在篩選及創(chuàng)制抗高溫水稻種質(zhì)資源中的應(yīng)用，所述 ossap3基因的cds序列如seq?id?no.1所示， ossap3基因的全長序列如seq?id?no.2所示。

14、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

15、本發(fā)明通過在日本晴水稻品種中敲除 ossap3基因，發(fā)現(xiàn) ossap3基因敲除突變體在水稻苗期高溫處理后成活率顯著升高，證實(shí)了其在調(diào)控水稻苗期高溫抗性中的用途，為培育高溫抗性水稻品種提供了重要的基因資源。

技術(shù)特征：

1.ossap3基因在調(diào)控水稻苗期高溫抗性中的應(yīng)用，其特征在于，所述ossap3基因的cds序列如seq?id?no.1所示，ossap3基因的全長序列如seq?id?no.2所示。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用，其特征在于，所述應(yīng)用的途徑為：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用，其特征在于，所述敲除ossap3基因的方法為：

4.?根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其特征在于，所述sgrna的核苷酸序列如seq?id?no.6或seq?id?no.8所示。

5.?ossap3蛋白在調(diào)控水稻苗期高溫抗性中的應(yīng)用，其特征在于，所述ossap3蛋白的氨基酸序列如seq?id?no.3所示。

6.?一種重組載體在調(diào)控水稻苗期高溫抗性中的應(yīng)用，其特征在于，所述重組載體包含有ossap3基因，所述ossap3基因的cds序列如seq?id?no.1所示。

7.?一種基因工程菌在調(diào)控水稻苗期高溫抗性中的應(yīng)用，其特征在于，所述基因工程菌包含ossap3基因，所述ossap3基因的cds序列如seq?id?no.1所示。

8.ossap3基因在篩選及創(chuàng)制抗高溫水稻種質(zhì)資源中的應(yīng)用，其特征在于，所述ossap3基因的cds序列如seq?id?no.1所示，ossap3基因的全長序列如seq?id?no.2所示。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于植物基因工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及OsSAP3基因在調(diào)控水稻苗期高溫抗性中的應(yīng)用，所述OsSAP3基因的CDS序列如SEQ?ID?NO.1所示，OsSAP3基因的全長序列如SEQ?ID?NO.2所示。本發(fā)明通過在日本晴水稻品種中敲除OsSAP3基因，發(fā)現(xiàn)OsSAP3基因敲除突變體在水稻苗期高溫處理后成活率顯著升高，證實(shí)了其在調(diào)控水稻苗期高溫抗性中的用途，為培育高溫抗性水稻品種提供了重要的基因資源。

技術(shù)研發(fā)人員：關(guān)亞靜,牟青山,喬鳳培,陳敏,胡晉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江大學(xué)海南研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19