[發明專利]水稻基因OsREM20在調控穗粒數和產量中的應用

有效

• 申請號: 202011516664.5
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN114644698B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 梁彥;王永紅;武小偉;袁運棟
• 申請（專利權）人: 中國科學院遺傳與發育生物學研究所
• 主分類號: C07K14/415
• 分類號: C07K14/415;C12N15/29;C12N15/82;A01H5/00;A01H6/46
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 張立娜

本發明公開了水稻基因OsREM20在調控穗粒數和產量中的應用。本發明提供了OsREM20蛋白或其相關生物材料在調控植物穗粒數和產量中的應用。本發明運用CRISPR?Cas9的方法突變OsREM20基因，發現其能顯著降低水稻的每穗粒數、每株粒數、單株產量(g)、一級枝梗數、株高、穗長；而過表達OsREM20基因則能夠顯著增加水稻的每穗粒數、每株粒數、單株產量(g)、一級枝梗數、株高、穗長。可見，OsREM20基因在調控水稻穗粒數和增產方面具有重要作用，本發明對于培育高產植物品種具有重要意義。

技術領域

本發明涉及植物基因工程領域，具體涉及水稻基因OsREM20在調控穗粒數和產量中的應用。

背景技術

水稻是世界上最主要的糧食作物之一，養育了全世界近半數的人口，水稻的產量直接關系著世界糧食安全。我國是世界上最大的水稻生產國及消費國，水稻的生產問題對我國的意義尤為重大。培育高產、穩產的水稻新品種，進一步提高我國水稻產量，將有助于保證我國糧食安全。

上世紀50年代，以半矮化育種為特征的第一次“綠色革命”，使得全世界水稻產量翻了一番。水稻植株的半矮化，顯著提高了收獲指數，解決了因大量施肥導致的植株倒伏和減產問題，促進水稻單產大幅度提高。二十世紀70年代，以雜種優勢利用為代表的三系、兩系雜交水稻的選育成功和大面積推廣，使得水稻產量實現了第二次飛躍，為解決當時我國糧食安全問題做出了歷史性的貢獻。但在此之后相當長的時間內，水稻產量的提高就一直徘徊不前，進入了瓶頸期。近些年來，水稻分子遺傳學家和育種家們合作，通過揭示和改良水稻產量的遺傳基礎，提出了培育具有無效分蘗少、莖稈粗壯抗倒伏、穗大粒多、產量高等理想株型(Ideal?Plant?Architecture,IPA)特征的水稻新品種，力求實現水稻產量的新飛躍。目前科學家利用分子設計育種技術，將若干產量調控的功能基因以最優組合方式聚合在一起，已經培育出一系列具備理想株型的水稻新品種，顯著的提高了水稻產量。

水稻的產量是一個復雜的農藝性狀，由每穗粒數、有效分蘗數、結實率和千粒重等因素所共同決定，而這些因素都與穗部性狀緊密相關。在水稻的產量構成因素中，每穗粒數的變異幅度最大，對產量的貢獻也最大，如何進一步提高水稻的穗粒數實現持續增產，一直是育種家們與分子生物學家所關注和研究的重點。近年來，揭示水稻穗發育的遺傳基礎，從分子水平上闡明穗粒數的調控機制已經成為水稻穗型遺傳改良和高產育種相關理論研究的重要方向，已取得了很大的進展。

發明內容

本發明的目的是提供水稻基因OsREM20在調控穗粒數和產量中的應用。

第一方面，本發明要求保護OsREM20蛋白或其相關生物材料在如下任一中的應用：

P1、調控植物每穗粒數；

P2、調控植物每株粒數；

P3、調控植物單株產量；

P4、調控植物一級枝梗數；

P5、調控植物株高；

P6、調控植物穗長。

其中，所述相關生物材料可為能夠表達所述OsREM20蛋白的核酸分子或含有所述核酸分子的表達盒、重組載體、重組菌或轉基因細胞系。