[發明專利]水稻蘋果酸合酶基因在調控粒型中的應用

在審

• 申請號: 202011393060.6
• 申請日: 2020-12-02
• 公開（公告）號: CN112626045A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 何永奇;王州飛;趙佳
• 申請（專利權）人: 華南農業大學
• 主分類號: C12N9/10
• 分類號: C12N9/10;C12N15/54;C12N15/82;A01H6/46;A01H5/10;C12Q1/6895;C12Q1/6851
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 傅婷婷;徐冬濤

本發明公開了水稻蘋果酸合酶基因在調控粒型中的應用。所述的基因OsIPMS1、OsIPMS2核苷酸序列如SEQ ID NO.1、SEQ ID NO.2所示，以及編碼相應的蛋白氨基酸序列如序列表SEQ ID NO.3、SEQ ID NO.4所示。本發明在水稻中首次報道了OsIPMS1、OsIPMS2基因能調控水稻種子籽粒大小，通過試驗表明突變該基因提高種子粒長、粒寬和千粒重。證明本發明OsIPMS1、OsIPMS2基因調控了水稻種子粒型，利用該基因有助于篩選和培育大粒水稻品種。

技術領域

本發明公開了兩種水稻粒型相關蛋白，屬于水稻基因工程領域，涉及兩個控制水稻粒型α-異丙基蘋果酸合酶基因的分離克隆、功能驗證和應用。

背景技術

水稻(Oryza sativa L.)是我國最重要的糧食作物之一。水稻產量是由植株穗數、每穗粒數、粒重三大因素決定，其中粒重是影響產量最重要的因素。粒重主要受籽粒大小影響，包括粒長、粒寬、粒厚，以及灌漿程度。改良籽粒大小是提高水稻產量、品質的最有效途徑之一，是當前水稻遺傳育種改良的重要目標。

發明內容

本發明的目的是提供兩種水稻粒型相關蛋白基因的分離克隆、功能驗證和應用。

本發明的目的可通過如下技術方案實現：

本發明的兩個來自水稻α-異丙基蘋果酸合酶基因OsIPMS1、OsIPMS2，其核苷酸序列如序列表SEQ ID NO.1、SEQ ID NO.2所示。

本發明所述的水稻α-異丙基蘋果酸合酶基因OsIPMS1、OsIPMS2編碼的蛋白，其氨基酸序列SEQ ID NO.3、SEQ ID NO.4所示。

本發明所述的水稻OsIPMS1、OsIPMS2基因或蛋白在篩選或培育大粒水稻品種中的應用。

本發明所述的水稻OsIPMS1、OsIPMS2基因突變體獲得和基因功能驗證，包括如下步驟：

(1)獲得水稻OsIPMS1、OsIPMS2基因的核苷酸序列及氨基酸序列；

(2)用PCR獲得OsIPMS1、OsIPMS2基因的目標片段，將基因的目標片段構建到CH載體中；

(3)將步驟(2)得到的帶有OsIPMS1、OsIPMS2基因的目標片段的CH載體構建到pCAMBIA1300載體上，獲得p1300-CH-Target載體；

(4)將步驟(3)得到的帶有OsIPMS1、OsIPMS2基因目標片段的質粒轉化農桿菌；將帶有轉化質粒的農桿菌轉化水稻；

(5)水稻突變體篩選與鑒定，并對種子粒型進行鑒定。

進一步的，在步驟(1)中利用從水稻cDNA為模板PCR克隆出該基因的引物序列，所述上游引物序列如序列表SEQ ID NO.5所示，所述下游引物序列如序列表SEQ ID NO.6所示。

進一步的，在步驟(2)中將OsIPMS1、OsIPMS2基因中20bp的目標片段與CH載體相連，獲得CH-Target重組載體。

在步驟(3)中，用EcoRI HF和Hind III分別酶切pCAMBIA1300和CH-target載體，酶切產物用1.2％的瓊脂糖凝膠檢測，分別切膠回收載體pCAMBIA1300和片段CH-target；利用T4 Ligase獲得p1300-CH-Target載體。

在步驟(5)中構建的水稻OsIPMS1、OsIPMS2 CRISPR/Cas9突變體gRNA靶序列如序列表SEQ ID NO.7所示；篩選純合突變體所用上游引物序列如序列表SEQ ID NO.8、SEQ IDNO.9所示，下游引物序列如序列表SEQ ID NO.10、SEQ ID NO.11所示。水稻種子粒型鑒定包括粒長、粒寬、粒厚和千粒重。