[發明專利]水稻粒型相關基因OsLa1基因及其編碼序列和應用

有效

• 申請號: 202011094372.7
• 申請日: 2020-10-14
• 公開（公告）號: CN112225789B
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發明（設計）人: 陳亮;崔玉超;郭鴻鳴;薛丹陽;郭遲鳴;郭小玲
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: C07K14/415
• 分類號: C07K14/415;C12N15/29;C12N15/82;C12N5/10;A01H5/10;A01H6/46
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應森

水稻粒型相關基因OsLa1基因及其編碼序列和應用，屬于分子生物學、基因工程技術領域。提供水稻粒型相關基因OsLa1基因及其編碼序列。提供OsLa1基因在調控水稻粒型中的應用。OsLa1基因從水稻中分離得到，基因全長4409bp，DNA序列如SEQ ID NO：1所示；其cDNA編碼區序列長1404bp，如SEQ ID NO.2所示；OsLa1基因編碼467個氨基酸，氨基酸序列如SEQ ID NO.3所示。與野生型水稻相比，過表達OsLa1的轉基因水稻能夠提高水稻的粒長，而Cas9轉基因水稻粒長、粒寬明顯減少，為高產優質水稻新品種培育提供新的目標基因資源。

技術領域

本發明屬于分子生物學、基因工程技術領域，具體是涉及水稻粒型相關基因OsLa1基因及其編碼序列和應用。

背景技術

水稻(Oryza sativa L.)是世界上最重要的糧食作物之一，全球50％以上人口以水稻為主食。隨著世界人口的日益增長，工業化的發展使得可用的耕地面積越來越少，加上全球氣候變化加劇，導致糧食安全問題日益嚴重。因此，培育高產優質的水稻新品種，就成為了解決糧食問題最有效的手段。水稻的產量構成主要由單位面積有效穗數、穗粒數和千粒重(Xing and Zhang,2010)決定。水稻粒型主要包括粒長、粒寬和粒厚三個組分，是影響粒重的關鍵因素之一，在灌漿程度理想的狀態下，粒型直接決定水稻的粒重，一般來說，籽粒長度越長，寬度越寬，厚度越厚，籽粒就越重。

La蛋白作為自身免疫性抗原起初被發現于患有系統性紅斑狼瘡和干燥綜合征的人類患者體內(Alspaugh and Tan,1975)。雖然首次發現于人類，但后來的研究表明其同源基因廣泛地存在于真核生物當中，包括酵母、昆蟲、脊椎動物等，是一種高豐度表達的細胞核磷酸化蛋白(Wolin and Cedervall,2002)。La蛋白被證實與大部分初生的小RNA(smallRNAs)有關，包括tRNA前體、5SrRNA前體和U6小核RNA以及一部分病毒編碼RNA(Kufel etal.,2000)La蛋白的特異性識別位點為3’-UUU-OH(Stefano 1984)，因此包含這個結構域的RNA聚合酶III產生的前體轉錄本(pretRNA)和一部分RNA聚合酶II轉錄產生的小RNA前體均可以被La蛋白識別并結合。這一結合可以幫助這些新合成的小RNA免于被外切酶剪切(Maraia and Intine，2002),起到協助裝配、使其正確折疊的作用。這種La蛋白介導的穩定結構作用是pre-tRNAs的成熟途徑所必需的，能夠促進小RNA組裝成功能性RNA－蛋白質復合物，并有助于某些小RNA在核內保留(Grimm et al.,1997)。因此，La蛋白在RNA合成過程中扮演了分子伴侶的角色。

植物中，在擬南芥基因組數據庫中用La motif結構域檢索可得到8個La或者La的類似蛋白(Fleurdepine et al.,2007)。通過蛋白結構和系統發生上的比較，其中有兩個可能是真正的La蛋白，即At4g32720(At32)和At1g79880(At79)，它們在植物整個生長發育的不同時期和不同調控條件下均有表達。At32可以恢復釀酒酵母La蛋白在非編碼RNA合成中行使的核功能且可以結合包含3’-UUU-OH尾巴的小RNA。可以說La蛋白的核功能是由At32行使的，且在擬南芥中高度保守，所以將編碼這一蛋白的基因命名為AtLa1。AtLa1是真正La蛋白在擬南芥中的同源基因，主要定位在細胞核核漿，核仁腔也偶有分布。擬南芥中AtLa1的缺失會導致胚胎致死的表型，早期球形胚時期晶胚發育不足。此外，突變的胚胎細胞呈現核仁肥大的表型，這表明AtLa1蛋白在胚胎發生時期發揮著重要作用。

綜上所述，水稻的粒型發育受多種因素的影響，而關于La蛋白能影響水稻粒型發育的研究尚不多，對其中的機制也不是十分的清楚。本發明通過分子生物學、基因工程等方法對OsLa1生物學功能進行了研究，進一步揭示了其在水稻粒型的生長發育中有著重要的作用。

發明內容

本發明的第一目的在于提供水稻粒型相關基因OsLa1基因。

本發明的第二目的在于提供水稻粒型相關基因OsLa1基因的編碼序列。