[發(fā)明專利]水稻多元醇轉(zhuǎn)運(yùn)基因OsPLT5及其多元醇轉(zhuǎn)運(yùn)體、應(yīng)用和擴(kuò)增引物

在審

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• 申請日: 2022-03-11
• 公開（公告）號: CN114807161A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張振華;李明娟;劉冬;羅勁松
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C07K14/415;C12N15/84;A01H6/46;A01H5/10;A01H5/00;C12N15/11
• 代理公司: 長沙朕揚(yáng)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 43213
• 代理人: 郭蓓霏

本發(fā)明公開了水稻多元醇轉(zhuǎn)運(yùn)基因OsPLT5，其核苷酸序列如SEQIDNO：1所示，該基因在水稻中過量表達(dá)可顯著增加水稻分蘗數(shù)和穗粒數(shù)，敲除突變后可顯著降低水稻的結(jié)實(shí)率和產(chǎn)量。該基因OsPLT5的多元醇轉(zhuǎn)運(yùn)體，其氨基酸序列如SEQIDNO：2所示。本發(fā)明還公開了該水稻多元醇轉(zhuǎn)運(yùn)基因OsPLT5和其多元醇轉(zhuǎn)運(yùn)體在培育高產(chǎn)量水稻中的應(yīng)用和PCR擴(kuò)增引物，能夠快速、有效提高水稻的產(chǎn)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物技術(shù)領(lǐng)域，具有涉及水稻多元醇轉(zhuǎn)運(yùn)基因OsPLT5及其多元醇轉(zhuǎn)運(yùn)體、應(yīng)用和擴(kuò)增引物。

背景技術(shù)

水稻是世界上最重要的糧食作物之一，我國約65％、全球約50％人口以稻米為主食。我國是水稻生產(chǎn)和消費(fèi)大國，因此水稻生產(chǎn)對我國糧食安全及社會經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定具有重大影響。

高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)一直是作物育種工作的首要目標(biāo)。上個(gè)世紀(jì)，矮桿基因和雜種優(yōu)勢的利用有效提高收獲指數(shù)，使水稻產(chǎn)量大幅增加。隨后，增加穗粒數(shù)即擴(kuò)大庫容成為突破產(chǎn)量上限的育種新策略，一系列株型高大、穗大、產(chǎn)量潛力大的品種相繼被培育出。然而，這些品種在生產(chǎn)中往往由于灌漿不充分導(dǎo)致產(chǎn)量潛力無法充分發(fā)揮。

按照同化物的分配規(guī)律，植物器官可分為源和庫。源是指產(chǎn)生或輸出同化物的器官；庫是指利用或貯藏同化物的器官。水稻抽穗前，葉是源，葉鞘和莖既是源也是庫，光合作用同化的碳主要以非結(jié)構(gòu)性碳水化合物的形式貯存在莖鞘中。抽穗后，葉、葉鞘和莖均為源，穗是主要的庫。成熟功能葉產(chǎn)生的光合產(chǎn)物被直接運(yùn)輸至籽粒，而莖鞘中前期貯存的非結(jié)構(gòu)性碳水化合物會重新形成蔗糖，進(jìn)一步轉(zhuǎn)運(yùn)至籽粒。灌漿期上部功能葉的光合產(chǎn)物及莖鞘儲存的非結(jié)構(gòu)性碳水化合物向穗部的有效運(yùn)輸分配是決定水稻產(chǎn)量的關(guān)鍵。由此可知，目前“源”和“庫”已不是水稻高產(chǎn)的主要限制因子，源到庫的運(yùn)輸不暢才是水稻生產(chǎn)上籽粒灌漿不足以及空秕率高的主要原因。

碳水化合物的源庫轉(zhuǎn)運(yùn)效率主要受源端非結(jié)構(gòu)性碳水化合物再活化和韌皮部裝載效率、庫端活力和韌皮部卸載效率、還有維管束篩管結(jié)構(gòu)等因素影響。挖掘出調(diào)控碳水化合物源庫分配的因子將為未來通過品種改良、增強(qiáng)碳水化合物由源向庫的高效運(yùn)輸分配提供基因資源和理論基礎(chǔ)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服以上背景技術(shù)中提到的不足和缺陷，提供一種水稻多元醇轉(zhuǎn)運(yùn)基因OsPLT5及其多元醇轉(zhuǎn)運(yùn)體、應(yīng)用和擴(kuò)增引物。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：

一種水稻多元醇轉(zhuǎn)運(yùn)基因OsPLT5，其核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示。

基于一個(gè)總的發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明還提供一種上述的水稻多元醇轉(zhuǎn)運(yùn)基因OsPLT5編碼得到的多元醇轉(zhuǎn)運(yùn)體，其氨基酸序列如SEQ ID NO：2所示。

基于一個(gè)總的發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明還提供一種上述的水稻多元醇轉(zhuǎn)運(yùn)基因OsPLT5或所述的多元醇轉(zhuǎn)運(yùn)體在培育高產(chǎn)水稻中的應(yīng)用。

上述的應(yīng)用，優(yōu)選的，其應(yīng)用的方法包括如下步驟：通過PCR法擴(kuò)增所述水稻多元醇轉(zhuǎn)運(yùn)基因OsPLT5的CDS序列，然后通過同源重組的方法克隆至表達(dá)載體中，得到含有基因OsPLT5的目標(biāo)載體，再將所述目標(biāo)載體通過熱擊轉(zhuǎn)化法轉(zhuǎn)入農(nóng)桿菌中，最終通過遺傳轉(zhuǎn)化克隆至水稻中進(jìn)行表達(dá)，得到含有所述水稻多元醇轉(zhuǎn)運(yùn)基因OsPLT5的過表達(dá)株系，即為高產(chǎn)量水稻；也可以得到用于組織定位的GUS材料，過表達(dá)株系還可以用于進(jìn)一步探究基因功能。

優(yōu)選的，所述表達(dá)載體為PCAMBIA1300；所述PCR法擴(kuò)增采用的擴(kuò)增引物為OE::OsPLT5，其正向引物和反向引物的序列分別如SEQ ID NO：3和SEQ ID NO：4所示。

基于一個(gè)總的發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明還提供以下水稻多元醇轉(zhuǎn)運(yùn)基因OsPLT5的擴(kuò)增引物：