水稻OsJMJ719基因及其编码蛋白在种子抗老化中的应用

本发明涉及植物基因工程，更具体地，涉及水稻osjmj719基因及其编码蛋白在种子抗老化中的应用。

背景技术：

1、种子作为重要的作物繁殖单元，能够影响作物的产量和质量。此外，由于种子在高等植物的生命周期中占据着关键地位，因此其对于自然环境中的物种的维持也起到至关重要的作用。种子活力随着种子的发育而上升，到种子生理成熟期达到最高峰，随后种子活力便会出现不同程度的下降，这种伴随着种子储藏时间的增加而发生和发展的自然的不可逆的过程，称为种子老化(aging)或劣变(deterioration)。种子老化劣变是自然界的普遍现象，也是农业生产中的一个严重问题。

2、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。然而水稻在南方高温高湿的环境中贮藏时极易老化劣变，种子活力下降或丧失，导致农作物幼苗生长受到抑制，产量降低，品质变劣，给农业生产带来巨大的经济损失。筛选与研究寻找种子抗老化相关基因，对研发新的抗劣变水稻品种，具有非常重大的意义。

3、组蛋白赖氨酸甲基化是一种重要的表观遗传修饰。植物jumonjic蛋白具有保守和特异性，已被证明可以逆转组蛋白甲基化，且与植物生长发育、病原菌抗性相关。jumonjic(jmjc)蛋白通过氧化反应催化赖氨酸去甲基化，需要fe(ii)和α-酮戊二酸作为辅助因子。中国专利cn101363025a公开了水稻组蛋白去甲基化酶基因osjmj706的失活可导致水稻花发育异常，内、外颖壳发育异常或缺失，种子变小；中国专利cn115287296a公开了osjmj711基因的敲除可显著增加每穗粒数进而显著增加水稻产量。水稻osjmj719是一种jmjc蛋白，能特异去除组蛋白h3k9位点的甲基化修饰从而激活基因的表达，但是关于水稻osjmj719基因及其编码的osjmj719蛋白在水稻种子老化中的作用还未见相关报道。

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，提供水稻osjmj719基因及其编码蛋白在种子抗老化中的应用。

2、本发明的上述目的是通过以下技术方案给予实现的：

3、本发明前期克隆到了水稻组蛋白去甲基化酶osjmj719基因，所述水稻osjmj719基因(loc_os02g01940)的编码区(loc_os02g01940.1)长度为2994bp，其核苷酸序列如seq idno.1所示，编码997个氨基酸，氨基酸序列如seq idno.2所示。本发明进一步通过构建osjmj719的过表达载体并转化粳稻品种中花11，获得osjmj719基因过表达的转基因水稻植株。结果显示在人工老化的条件下，与野生型水稻相比，osjmj719基因过表达植株的种子比野生型种子具有更强的抵抗人工老化的能力，种子寿命延长，还能提高种子活力，表明osjmj719基因为水稻种子抗老化的正调控基因，可通过过表达osjmj719基因提高种子抗老化能力，延长作物种子寿命，提高种子活力，为利用分子手段改良培育水稻新种质提供候选的基因资源。

4、因此，本发明首先提供水稻osjmj719基因及其编码蛋白osjmj719的以下新用途：

5、核苷酸序列如seq id no.1所示水稻osjmj719基因在提高水稻种子抗老化能力、延长水稻种子寿命和/或提高水稻种子活力中的应用。

6、氨基酸序列如seq id no.2所示水稻osjmj719蛋白在提高水稻种子抗老化能力、延长水稻种子寿命和/或提高水稻种子活力中的应用。

7、核苷酸序列如seq id no.1所示水稻osjmj719基因在培育种子抗老化能力提高、种子寿命延长和/或种子活力提高的水稻品种中的应用。

8、氨基酸序列如seq id no.2所示水稻osjmj719蛋白在培育种子抗老化能力提高、种子寿命延长和/或种子活力提高的水稻品种中的应用。

9、含有seq id no.1所示水稻osjmj719基因的过表达载体/质粒或原位激活载体/质粒在培育种子抗老化能力提高、种子寿命延长和/或种子活力提高的水稻品种中的应用。

10、进一步地，所述水稻osjmj719基因的过表达载体/质粒为pcamiba1302-osjmj719。

11、本发明还提供一种创制种子抗老化能力提高、种子寿命延长和/或种子活力提高的水稻品种的方法，通过提高水稻中seq id no.1所示水稻osjmj719基因的表达量，获得种子抗老化能力提高、种子寿命延长和/或种子活力提高的水稻植株。

12、进一步地，为利用过表达技术或原位激活技术提高水稻中osjmj719基因的表达量。

13、进一步地，为利用过表达技术提高水稻中osjmj719基因的表达量，具体包括如下步骤：

14、s1.构建水稻osjmj719基因的过表达质粒；

15、s2.将步骤s1的过表达质粒转化水稻愈伤组织；

16、s3.转基因水稻阳性愈伤组织的筛选与分化，获得稳定遗传的过表达osjmj719基因转基因植株，即得种子抗老化能力提高、种子寿命延长和/或种子活力提高的水稻植株。

17、进一步地，所述水稻osjmj719基因的过表达载体/质粒为pcamiba1302-osjmj719。

18、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

19、本发明公开了水稻osjmj719基因及其编码蛋白在种子抗老化中的应用。所述水稻osjmj719基因的核苷酸序列如seq id no.1所示，其编码蛋白的氨基酸序列如seq id no.2所示。本发明通过构建osjmj719基因的过表达载体并转化水稻，获得过表达osjmj719的转基因植株，结果显示过表达osjmj719的转基因水稻种子比野生型种子具有更强的抵抗人工老化的能力，种子寿命延长，还能提高种子活力，表明osjmj719基因为水稻种子抗老化的正调控基因，可通过过表达osjmj719基因提高作物种子抗老化能力，延长作物种子寿命，提高种子活力，为利用分子手段改良培育水稻新种质提供候选的基因资源。

技术特征：

1.seq id no.1所示水稻osjmj719基因在提高水稻种子抗老化能力、延长水稻种子寿命和/或提高水稻种子活力中的应用。

2.seq id no.2所示水稻osjmj719蛋白在提高水稻种子抗老化能力、延长水稻种子寿命和/或提高水稻种子活力中的应用。

3.seq id no.1所示水稻osjmj719基因在培育种子抗老化能力提高、种子寿命延长和/或种子活力提高的水稻品种中的应用。

4.seq id no.2所示水稻osjmj719蛋白在培育种子抗老化能力提高、种子寿命延长和/或种子活力提高的水稻品种中的应用。

5.含有seq id no.1所示水稻osjmj719基因的过表达载体/质粒或原位激活载体/质粒在培育种子抗老化能力提高、种子寿命延长和/或种子活力提高的水稻品种中的应用。

6.根据权利要求5所述应用，其特征在于，所述水稻osjmj719基因的过表达载体/质粒为pcamiba1302-osjmj719。

7.一种创制种子抗老化能力提高、种子寿命延长和/或种子活力提高的水稻品种的方法，其特征在于，提高水稻中seq id no.1所示水稻osjmj719基因的表达量，获得种子抗老化能力提高、种子寿命延长和/或种子活力提高的水稻植株。

8.根据权利要求7所述方法，其特征在于，为利用过表达技术或原位激活技术提高水稻中osjmj719基因的表达量。

9.根据权利要求7所述方法，其特征在于，包括如下步骤：

10.根据权利要求9所述方法，其特征在于，所述水稻osjmj719基因的过表达载体/质粒为pcamiba1302-osjmj719。

技术总结
本发明公开了水稻OsJMJ719基因及其编码蛋白在种子抗老化中的应用。所述水稻OsJMJ719基因的核苷酸序列如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，结果显示过表达OsJMJ719的转基因水稻种子比野生型种子具有更强的抵抗人工老化的能力，延长了种子寿命，还能提高种子活力，表明OsJMJ719基因为水稻种子抗老化的正调控基因，可通过过表达OsJMJ719基因提高种子抗老化能力，延长作物种子寿命，提高种子活力，为利用分子手段改良培育水稻新种质提供候选的基因资源。

技术研发人员：刘军,贾俊婷,刘双幸
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