组蛋白去甲基化酶基因OsJMJ719及其编码蛋白在水稻抗盐胁迫中的应用

本发明涉及植物基因工程，更具体地，涉及水稻组蛋白去甲基化酶基因osjmj719及其编码蛋白在水稻抗盐胁迫中的应用。

背景技术：

1、水稻(oryza sativa l.)是世界重要粮食作物之一，全世界半数以上的人口以其为主食，水稻生产是关系到国计民生的大事，与我国粮食安全保障密切相关。据报道，全球大约有10×108hm2的土地正遭受盐渍化侵害，因此筛选、挖掘优良水稻盐胁迫相关基因，研究其分子生物学机理以及对逆境胁迫的调控，不仅有助于了解水稻的生长发育机制，同时对提高盐渍化土地的利用率及增加水稻产量有着重要作用。

2、非生物胁迫严重影响植物的生长、发育和作物的产量。为了抵抗这些极端环境，植物已经演化出了错综复杂的调控网络以抵抗这些极端环境对植物的危害。在这些调控网络中，表观遗传调控因子在植物抵抗非生物胁迫抗性中起重要的作用。目前，一些组蛋白修饰基因，例如组蛋白去乙酰化酶基因，已经被证实在植物响应非生物胁迫反应中起重要的调控作用。

3、非核苷酸序列的改变而产生的遗传变异称之为表观遗传，常见的有组蛋白修饰和dna甲基化。组蛋白赖氨酸甲基化/去甲基化是一种重要的表观遗传修饰。组蛋白赖氨酸去甲基化酶(histone lysine demethylase，kdm)根据其结构特征分为两大类，一类是以fad为辅因子的lsd1家族蛋白(lysine specific demethylase 1)；另一类是以亚铁离子(fe2+)和α-酮戊二酸(α-kg)为辅因子的jmjc家族蛋白(jhdm，jmjc-domain-containing histonedemethylase)，在组蛋白的去甲基化调控过程中起主导作用。近年来的研究表明，组蛋白去甲基化酶在植物的生长发育、种子萌发和耐热方面都起着重要的作用。例如osjmj703的t-dna插入突变体与野生型相比，株高降低、粒型发生变化。osjmj705正调控白叶枯病菌抗性基因的表达。osjmj706可以通过调控花发育有关基因，影响小穗发育，导致内、外稃数目改变及雄、雌蕊数改变。osjmj714作用于h3k9me1/2/3的去甲基化，其调控水稻中多种植物激素如生长素代谢相关基因的表达，造成水稻根系的发育过程紊乱。尽管一些组蛋白去甲基化酶基因被克隆和功能分析，但是水稻组蛋白去甲基化酶基因家族响应盐胁迫的基因仍然鲜少报道。因此，克隆水稻组蛋白去甲基化酶参与盐胁迫调控基因并对其功能进行研究，为抗盐水稻品种培育提供一个新的基因资源，为培育抗盐植物提供分子理论基础，有助于我国盐碱地得到有效的开发利用。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述缺陷和不足，提供组蛋白去甲基化酶基因osjmj719及其编码蛋白在水稻抗盐胁迫中的应用。

2、本发明的上述目的是通过以下技术方案给予实现的：

3、本发明研究获得了一个水稻组蛋白去甲基化酶基因家族中响应盐胁迫的基因osjmj719，所述osjmj719基因(loc_os02g01940)的编码区(loc_os02g01940.1)长度为2994bp，其核苷酸序列如seq id no.1所示，编码997个氨基酸，其氨基酸序列如seq idno.2所示。本发明进一步通过构建osjmj719基因的过表达载体并转化粳稻品种中花11，获得过表达osjmj719的转基因水稻植株；结果显示，过表达osjmj719的转基因水稻株系在盐胁迫处理后，成活率显著高于野生型水稻，该基因的过表达转基因植株能够显著提高水稻对盐胁迫的抗性。表明osjmj719基因正调控水稻盐胁迫抗性，可通过过表达osjmj719基因来提高水稻盐胁迫抗性，为耐盐水稻品种的改良提供了理论指导，在农业生产中具有极其重要的价值和应用前景。

4、因此，本发明提供关于水稻组蛋白去甲基化酶基因osjmj719基因及其编码蛋白osjmj719在水稻抗盐胁迫中的以下新应用：

5、核苷酸序列如seq id no.1所示的组蛋白去甲基化酶基因osjmj719在提高水稻对盐胁迫抗性中的应用。

6、氨基酸序列如seq id no.2所示的组蛋白去甲基化酶osjmj719在提高水稻对盐胁迫抗性中的应用

7、核苷酸序列如seq id no.1所示的组蛋白去甲基化酶基因osjmj719在培育盐胁迫抗性增强的水稻中的应用。

8、氨基酸序列如seq id no.2所示的的组蛋白去甲基化酶osjmj719在培育盐胁迫抗性增强的水稻中的应用。

9、含有seq id no.1所示组蛋白去甲基化酶基因osjmj719的过表达载体/质粒或原位激活载体/质粒在培育盐胁迫抗性增强的水稻中的应用。

10、进一步地，所述应用为提高水稻中组蛋白去甲基化酶基因osjmj719基因的表达量，获得盐胁迫抗性增强的水稻植株。

11、进一步地，所述应用为构建组蛋白去甲基化酶基因osjmj719的过表达载体，并将其转化到水稻中，筛选获得稳定遗传的过表达osjmj719的转基因水稻植株，即为盐胁迫抗性增强的水稻植株。

12、进一步地，所述组蛋白去甲基化酶基因osjmj719的过表达载体为pcamiba1302-osjmj719。

13、进一步地，所述转化采用农杆菌介导转化法或基因枪介导转化法。

14、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

15、本发明提供组蛋白去甲基化酶基因osjmj719及其编码蛋白在水稻抗盐胁迫中的应用。本发明通过构建osjmj719基因的过表达载体并转化粳稻品种中花11，获得过表达osjmj719的转基因水稻植株；结果显示，过表达osjmj719的转基因水稻株系在盐胁迫处理后，成活率显著高于野生型水稻，该基因的过表达转基因植株能够显著提高水稻对盐胁迫的抗性。表明osjmj719基因正调控水稻盐胁迫抗性，可通过过表达osjmj719基因来提高水稻盐胁迫抗性，为耐盐水稻品种的改良提供了理论指导。

技术特征：

1.组蛋白去甲基化酶基因osjmj719在提高水稻对盐胁迫抗性中的应用，其特征在于，所述组蛋白去甲基化酶基因osjmj719的核苷酸序列如seq id no.1所示。

2.组蛋白去甲基化酶osjmj719在提高水稻对盐胁迫抗性中的应用，其特征在于，所述组蛋白去甲基化酶osjmj719的氨基酸序列如seq id no.2所示。

3.组蛋白去甲基化酶基因osjmj719在培育盐胁迫抗性增强的水稻中的应用，其特征在于，所述组蛋白去甲基化酶基因osjmj719的核苷酸序列如seq idno.1所示。

4.组蛋白去甲基化酶osjmj719在培育盐胁迫抗性增强的水稻中的应用，其特征在于，所述组蛋白去甲基化酶osjmj719的氨基酸序列如seq id no.2所示。

5.含有水稻组蛋白去甲基化酶基因osjmj719的过表达载体/质粒或原位激活载体/质粒在培育盐胁迫抗性增强的水稻中的应用，其特征在于，所述组蛋白去甲基化酶基因osjmj719的核苷酸序列如seq id no.1所示。

6.根据权利要求1～5任一所述应用，其特征在于，提高水稻中组蛋白去甲基化酶基因osjmj719基因的表达量，获得盐胁迫抗性增强的水稻植株。

7.根据权利要求6所述应用，其特征在于，为构建组蛋白去甲基化酶基因osjmj719的过表达载体，并将其转化到水稻中，筛选获得稳定遗传的过表达osjmj719的转基因水稻植株，即为盐胁迫抗性增强的水稻植株。

8.根据权利要求7所述应用，其特征在于，所述组蛋白去甲基化酶基因osjmj719的过表达载体为pcamiba1302-osjmj719。

9.根据权利要求7所述应用，其特征在于，所述转化采用农杆菌介导转化法或基因枪介导转化法。

技术总结
本发明公开了组蛋白去甲基化酶基因OsJMJ719及其编码蛋白在水稻抗盐胁迫中的应用。本发明通过构建OsJMJ719的过表达载体并转化水稻，获得过表达OsJMJ719的转基因植株，结果显示过量表达OsJMJ719的水稻幼苗表现出比野生型具有更强的抵抗盐胁迫的能力，表明OsJMJ719正调控水稻盐胁迫抗性，可通过过表达OsJMJ719基因来提高水稻抗盐的能力，在农业生产上栽培盐胁迫抗性增强的水稻，对节能节水、盐碱地的利用、增加粮食产量等具有重要意义。

技术研发人员：贾俊婷,刘双幸,刘军
受保护的技术使用者：广东省农业科学院农业生物基因研究中心
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15