一种水稻叶色调控基因OsPRDA1及其应用

专利2025-03-25  20


本发明涉及植物基因工程领域,特别涉及水稻分子遗传育种领域内水稻叶色调控基因 osprda1及其应用。


背景技术:

1、叶绿体是植物进行光合作用的场所。研究叶绿体发育的分子机制是调控光合作用及作物增产的基础。叶绿体是含有遗传物质的半自主细胞器,其基因由质体编码rna聚合酶(plastid-encoded rna polymerase, pep) 和核编码rna聚合酶 (nuclear-encodedpolymerases, nep) 负责转录。

2、pep相关蛋白(pep-associated proteins, pap)与pep亚基相互作用,调控叶绿体基因的表达。拟南芥中,pap的编码基因( pap1- pap12)突变均表现为褪绿或白化表型。prda1(pep-related development arrested 1)通过与pap9/fsd2相互作用,调控叶绿体基因表达及叶绿体发育。在水稻中, prda1基因的功能研究还未见报道。对水稻 prda1基因进行功能研究,有助于深入了解叶绿体发育的调控机制,为培育高产水稻奠定基础。


技术实现思路

1、本发明的目的在于针对现有技术的不足,提供一种水稻叶色调控基因 osprda1及其应用。

2、本发明的目的是这样实现的:一种水稻叶色调控基因 osprda1,所述基因 osprda1的核苷酸序列如seq id no. 1所示。

3、本发明的所述 osprda1基因的编码蛋白氨基酸序列如seq id no. 2所示。

4、进一步地,还包括上述 osprda1基因的编码蛋白的氨基酸序列中取代、插入或缺失一个或多个氨基酸。

5、本发明还提供一种上述水稻叶色调控基因 osprda1在调控水稻叶色中的应用。

6、进一步地,上述应用是通过基因干扰或敲除手段,降低或破坏基因 osprda1编码蛋白的活性,使水稻叶绿体发育受损,产生白化致死表型。

7、相比于现有技术,本发明的有益效果为:

8、本发明首次揭示了水稻 osprda1基因的生物学功能。通过60co-γ射线辐射水稻品种盐稻8号,获得一个白化致死突变体 wsl1( white seedling and lethal 1)。 wsl1光合色素含量显著低于野生型,且叶绿体发育存在缺陷。利用crispr/cas9技术对野生型中的 osprda1基因进行敲除,得到了突变体表现为白化致死。将野生型 osprda1基因转入 wsl1可以互补突变体表型。osprda1蛋白定位于叶绿体。qrt-pcr结果表明 wsl1中pep依赖的叶绿体基因的表达显著降低。osprda1作为水稻叶色的调控因子,可以作为标记用于水稻分子育种。以上关于 osprda1功能的解析对于进一步理解水稻叶绿体发育的分子调控机制具有重要作用,也为高产水稻品种的培育提供参考。



技术特征:

1.一种水稻叶色调控基因osprda1,其特征在于,所述基因osprda1的核苷酸序列如seqid no .1所示。

2. 一种权利要求1所述的水稻叶色调控基因osprda1的编码蛋白,其特征在于,所述编码蛋白的氨基酸序列如seq id no .2所示。

3.根据权利要求2所述的水稻叶色调控基因osprda1的编码蛋白,其特征在于,还包括在所示的氨基酸序列中取代、插入或缺失一个或多个氨基酸。

4.根据权利要求1所述水稻叶色调控基因osprda1在调控水稻叶色中的应用。

5.根据权利要求3所述的应用,其特征在于,所述应用通过基因干扰或敲除手段,降低或破坏基因osprda1编码蛋白的活性,使水稻叶绿体发育受损,产生白化致死表型。


技术总结
本发明涉及水稻分子遗传育种领域内一种水稻叶色调控基因OsPRDA1及其应用,所述基因OsPRDA1的核苷酸序列如SEQ ID No. 1所示,其编码蛋白的氨基酸序列如SEQ ID No. 2所示。本发明通过Mutmap+技术,从一个水稻白化致死突变体克隆到目的基因OsPRDA1,并利用CRISPR/Cas9基因编辑技术和互补实验验证了所述基因的功能。OsPRDA1基因编码的蛋白质定位于叶绿体中,通过调控叶绿体基因的表达参与水稻叶绿体发育。本发明可应用于水稻叶色性状分子遗传育种中,对进一步理解水稻叶绿体发育机制及提高水稻产量具有重要意义。

技术研发人员:于恒秀,徐淑,张超,代强,冯海洋,唐家琪,刘雪菊
受保护的技术使用者:扬州大学
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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