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水稻抗高温新基因及其在作物抗高温育种中的应用

一、项目简介

本技术属于农业领域。本发明的基因可用于通过杂交、转基因等方式进行植物品种改良。近些年来,全球气候发生较大变化,极端高温天气出现频率变大,造成了粮食作物的大量减产,给人们生产生活带来很大影响。研究表明,高温将成为威胁全球粮食安全的最主要环境因子:比如,高温已经取代干旱,成为威胁欧洲小麦生产的主要因素(小麦灌浆期对高温很敏感);水稻、玉米等主要粮食作物近30年来的生产也受高温严重影响。在我国,高温热害已经对水稻产量造成了很大的损失,特别是在长江以南,双季早稻开花灌浆期、早熟中稻孕穗期至抽穗开花期以及长江中下游地区的早熟粳稻开花灌浆期,往往处于盛夏高温季节,高温胁迫导致水稻不能正常散粉、受精,籽粒灌浆不饱满,极大地减少了稻米产量并且降低了其品质。

本发明首次从耐高温的非洲稻中筛选到一个新的抗高温蛋白(HTR1,High Temperature Resistance 1),其编码的蛋白为26S蛋白酶体的α2亚基,遗传转化实验证实,过量表达HTR1能显著地增强水稻的高温耐受性。HTR1过表达的转基因水稻在正常生长条件下的产量与对照没有差异,但在扬花期处于高温逆境时产量比对照明显增高,单株产量增加达12倍,在灌浆结实期处于高温逆境时也比对照产量明显增高。除此之外,在拟南芥和高羊茅中转入HTR1以后,阳性株系表现出明显增强的高温耐受性。这表明HTR1可以应用到包括水稻在内的大量农作物的抗高温育种中。

除了中国申请,本发明也递交了美国、巴西、墨西哥、印度、澳大利亚、南非专利申请。本发明的研究论文在2015年的Nature Genetics上发表。

二、专利摘要

本发明提供了一种新的植物基因-水稻抗高温蛋白1基因(Rice High Temperature Resistance 1,HTR1)及其编码蛋白。本发明还公开了这种抗高温蛋白基因的用途,尤其是在植物品种改良和杂交育种中用于增强植物的高温抗性。

三、专利状态

本技术已递交中国专利申请,申请号:201410522280.2,实质审查中;已递交美国、巴西、墨西哥、印度、澳大利亚、南非专利申请。持有人项目编号:SIBS14-049。

四、持有单位

中科院上海生命科学研究院植物生理生态研究所。

五、合作方式

转让、许可或合作研发。

六、联系方式
任燕,renyan@sibs.ac.cn,021-54924289。
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