[發明專利]水稻OsARF6基因在調控水稻種子粒型中的應用

有效

• 申請號: 201811406321.6
• 申請日: 2018-11-23
• 公開（公告）號: CN109371040B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發明（設計）人: 齊艷華;王梅;喬繼月
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C12N15/82;A01H5/10;A01H6/46
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 韓聰

本發明公開了水稻OsARF6基因在調控水稻種子粒型中的應用，屬于生物化學技術領域。本發明還提供了一種長粒型種子水稻的育種方法，包括：利用CRISPR/Cas9技術定點編輯所述水稻OsARF6基因的靶位點，所述靶位點的序列分別為：GACGCTGCAGCCACTCAGCC，ACCACTGGCTAAATATGTAA。本發明利用CRISPR/Cas9系統構建水稻OsARF6基因靶位點特異性敲除的植物重組表達載體，利用轉基因獲得OsARF6純合穩定的突變體植株，可用于分析OsARF6基因在水稻中的生物學功能；本發明還提供了水稻OsARF6突變體植株在水稻粒型研究的新方向，在農業開發方面具有潛在的應用價值。

技術領域

本發明涉及生物化學技術領域，具體涉及水稻OsARF6基因在調控水稻種子粒型中的應用。

背景技術

CRISPR/Cas9是新發展起來的一項有著巨大影響力的基因編輯技術，其簡單的操作以及廣泛的應用而受到青睞。CRISPR/Cas9體系中的載體主要由兩大元件構成：sgRNA(single guide RNA)以及Cas9。sgRNA是一種非編碼的小RNA，由U3或者U6啟動子啟動。Cas9編碼核酸酶蛋白，分子量大于1000個氨基酸，可以切割DNA核酸序列。CRISPR/Cas9體系主要借助sgRNA來匹配到基因組的特定位置(靶點)，之后Cas9核酸酶將此處DNA切斷，形成雙鏈切口。在DNA損傷修復過程中，無論是同源重組修復(Homologous recombination-basedrepair,HR)還是非同源末端連接修復(Nonhomologous end-joining,NHEJ)，都會在切口處引入突變。

目前CRISPR/Cas9系統已成功在擬南芥、煙草、甜橙、水稻、小麥、高粱、玉米以及苔蘚植物地錢等植物中實現了定點基因組編輯，但對水稻育種中有重要價值的產量、品質、育性等關鍵基因的定向編輯的研究鮮有報道。

公告號為CN 105063061 B的專利文獻公開了一種水稻千粒重基因tgw6突變體及其制備方法與應用。本發明通過設計特定的TGW6位點，利用CRISPR/Cas9技術定點編輯了調控水稻千粒重的TGW6基因，獲得了一套具有重要應用價值的水稻tg w6缺失突變體新種質，該類突變體顯著影響水稻的千粒重，提高水稻千粒重5％以上，可以用于水稻的高產、穩產育種。

生長素響應因子ARF基因是一類調控生長素相應基因表達的轉錄因子，他與生長素響應元件特異性結合，促進或抑制基因的表達。植物ARF由三個結構域組成氨基端的結合結構域(DBD)，中間結構域(MR)，以及羥基末端的二聚結構域(CTD)。中間結構域包括激活結構域(AD)和抑制結構域(RD)。ARFs是一大類基因家族，不同的ARF在不同的組織和器官中都有特異性的表達。

水稻是我國的主要糧食作物，利用生物信息學分析，水稻中有24個OsARF基因，目前發現OsARF4參與調控水稻的粒型，OsARF6則通過調控下游基因FZP的表達來調控水稻花序次生枝梗數量。但是關于OsARF6對水稻粒型方面的影響還沒有相關報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種可調控水稻種子粒型的基因，通過基因改造達到改良水稻種子粒型的目的。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

本發明提供了一種CRISPR/Cas9基因編輯敲除系統，對OsARF6基因進行編輯，研究發現，對OsARF6基因進行編輯獲得的陽性純合株系，表現出粒型變長的表型，表明OsARF6基因的重新編輯在改良水稻粒型中具有一定應用價值。

因此，本發明提供了核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示的水稻OsARF6基因在調控水稻種子粒型中的應用。

具體地，利用RNAi或CRISPR/CAS9技術降低水稻OsARF6基因編碼蛋白的表達或活性，進而獲得長粒型種子的水稻突變體。