[發明專利]水稻OsEBS基因在改良水稻產量性狀中的用途

無效

• 申請號: 201210272073.7
• 申請日: 2012-08-01
• 公開（公告）號: CN103571851A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 羅小金;董賢欣;楊金水
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C12N15/82;C07K14/415;A01H5/00
• 代理公司: 上海元一成知識產權代理事務所(普通合伙) 31268
• 代理人: 吳桂琴

技術領域

本發明屬轉基因技術領域，具體涉及水稻OsEBS基因在改良水稻產量性狀中的用途。

背景技術

水稻是世界上重要的糧食作物之一，全世界有約2/3的人口以水稻為主食。在耕地面積逐漸減少的情況下，為了滿足日益增長的人口對糧食的需求，提高水稻單位產量具有重要意義。水稻產量性狀主要由有效穗數、每穗粒數和千粒重幾部分組成；上述產量性狀均屬于數量性狀(QTL)，由許多效應不同的基因所控制。現有技術公開的分離與克隆上述產量性狀基因的方法一般采用定位克隆技術，然后采用組成型表達載體或組織專一性表達載體將目的基因導入目標品種，以獲得作物特定經濟性狀或抗逆性性狀的改良。本申請的發明人以栽培水稻桂朝2號與江西東鄉野生稻雜交并回交構建的產量QTL近等基因系為材料，通過染色體片段疊代定位與基因組序列分析分離克隆了來自東鄉野生稻基因組的控制水稻生長勢和產量的一個類編碼熱激蛋白的基因(分子伴侶蛋白BIP)，命名為OsEBS（Enhancing?Biomass?and?Spikelets）。

研究公開了BIP是特異定位于內質網內的一種HSP70（heat?shock?protein?70），即為熱激蛋白70；所述熱激蛋白70是在從細菌到哺乳動物中廣泛存在一類蛋白質。當有機體暴露于高溫的時候，就會由熱激發合成此種蛋白，用以保護有機體自身。目前，本研究領域對植物HSP70的功能研究較少，普遍認為其功能與原核、真核生物HSP70極為相似，參與諸如蛋白質折疊、變性蛋白復性、防止蛋白降解等細胞活動。

迄今，有關BIP的生物學功能幾乎都只涉及其在植物（或作物）中蛋白折疊、成熟過程的功能，尚無關于BIP涉及產量性狀形成及其改良的報道。

發明內容

本發明的目的是提供水稻OsEBS基因在改良水稻產量性狀中的用途。

本發明的水稻OsEBS基因能改良水稻產量性狀，其特征在于利用水稻OsEBS基因及其同源基因轉化秈稻品種，以改良水稻的產量性狀；本發明的實施例中，將水稻OsEBS基因轉化處理秈稻品種桂朝二號，使秈稻桂朝二號的生長勢和產量性狀獲得明顯改善。

本發明技術方案中，包括進行了水稻OsEBS的分離、克隆與轉基因功能的實驗：

1）OsEBS基因與蛋白結構組成

所述水稻OsEBS基因，genbank登錄號為JN008171，該登陸基因序列全長4261bp，其中調控區長2500bp，編碼區長1760bp，序列如SEQ.ID?NO1.所示；全長CDS由2個外顯子組成，正常編碼的cDNA長1314bp，序列如SEQ.ID?NO2.所示；其編碼437個氨基酸，序列如SEQ.ID?NO3.所示；

本發明中，水稻OsEBS基因的結構如圖1所示，其編碼的蛋白結構如圖2所示；

2）構建OsEBS基因表達載體

采用pCAMBIA1304(Center?for?the?Application?of?Molecular?Biology?of?International?Agriculture,Canberra,ACT,Australia)為表達載體，將東鄉野生稻的OsEBS基因包括調控區約1100bp及其編碼區1428bp插入到pCAMBIA1304載體多克隆位點下游，得到含有OsEBS基因的表達載體（其結構圖如圖3所示）；

3）OsEBS基因轉化實驗

采用目前國內常規早稻高產品種--秈稻桂朝二號為轉基因受體，構建OsEBS基因的表達轉基因植株；將秈稻桂朝二號成熟種子去殼消毒后接種在脫分化植物組織培育基上誘導愈傷組織，在愈傷組織誘導2-3周后，采用基因槍微彈轟擊法，將含OsEBS基因的經純化的pCAMBIA1304質粒DNA導入秈稻桂朝二號愈傷組織細胞；在添加30ppm潮霉素的MS培養基上連續培養3-4周篩選抗性細胞系，然后將篩選的細胞系轉移到分化培養基誘導長芽和生根；

4）轉化處理試管苗移載及轉化植株后代的分子檢測

將OsEBS基因轉化處理的桂朝二號試管苗移載田間，并在分蘗期取葉片提取DNA采用PCR擴放技術進行分子檢測，于2008年夏獲得陽性T₀代植株；2008年冬，在海南島加代繁殖，獲得轉基因T₁代，共計10個株系；

5）OsEBS轉秈稻桂朝二號植株轉基因的PCR檢測

目的基因OsEBS在秈稻桂朝二號中不表達，而在轉基因植株中表達（如圖4所示）；

6）OsEBS轉基因T₂代群體產量性狀的調查與統計