本技术的目的在于公开一种水稻耐盐相关基因ZOS2‑02及其编码蛋白质和应用。所述基因ZOS2‑02为如下1)或2)所述的DNA分子:1)基因组序列如SEQ ID NO.1所示的DNA分子;2)CDS序列如SEQ ID NO.2所示的DNA分子;3)在严格条件下与1)或2)限定的DNA序列杂交且编码所述蛋白的DNA分子。本发明提供的基因ZOS2‑02在调控水稻耐盐性中的基因工程应用,具体为敲除前述的基因ZOS2‑02,提高水稻耐盐性。
背景技术
水稻是全球三大粮食作物之一,世界上一半以上人口以稻米为主食。盐害是影响水稻生产的最主要非生物胁迫之一。水稻属于中度盐敏感作物,当土壤中可溶性盐浓度达到0.3%时即表现出受害症状,最终导致产量下降。在当前耕地资源日趋紧张的情况下,培育并推广优异耐盐水稻新品种,充分利用大面积的内陆盐碱地和沿海滩涂盐碱地生产稻米,对保障粮食安全具有重要意义。
盐胁迫会对水稻造成渗透胁迫、离子毒害、氧化胁迫等方面的伤害,水稻则通过渗透调节、离子平衡调节、抗氧化系统调节等多种方式来响应盐胁迫。在高盐条件下,水稻根系周围环境的水势低于水稻根细胞内的水势,引起根系吸水困难,造成渗透胁迫。水稻植株会大量合成脯氨酸、甜菜碱、可溶性糖等渗透调节物质来降低细胞水势,促进根系吸水。当外界过量的Na+
进入水稻植株,会破坏根系对K+
、Ca2+
等一些离子的吸收,影响细胞离子稳态,造成离子毒害。水稻利用高亲和K+
转运蛋白、非选择性阳离子通道、Na+
/K+
逆向转运蛋白等多类蛋白来调控植株体内Na+
的吸收、转运、区隔化以及外排,从而控制细胞中的Na+
浓度,降低离子毒害。当水稻植株中积累过量的Na+
,还会导致活性氧过量积累,引起氧化胁迫。水稻植株通过调控过氧化物酶、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶等抗氧化酶的生物合成及其活性来清除过量的活性氧分子,维持细胞正常生长。
水稻耐盐性由复杂的分子网络调控,采用传统育种方法进行耐盐品种培育周期长、难度大,利用分子设计育种技术则可以加速耐盐新品种培育,这依赖于有重要应用价值耐盐基因的挖掘。目前已有大量水稻耐盐基因被克隆,但是其中有重要利用价值的基因较少。因此,有必要进一步开展水稻关键耐盐新基因挖掘工作,为培育优异耐盐水稻新品种奠定基础。
实现思路