[發明專利]一種提高水稻光合效率和產量的方法

有效

• 申請號: 202210285896.7
• 申請日: 2022-03-22
• 公開（公告）號: CN114807162B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發明（設計）人: 李紹清;范峰峰;劉曼曼
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C07K14/415;C12N15/84;A01H5/00;A01H6/46
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 江慧

本發明提供了一種提高水稻光合效率和產量的方法，所述方法包括：將HPY1基因在水稻體內過表達，其中，所述HPY1基因的核苷酸序列如SEQ?ID?NO.2所示。本發明通過在水稻體內差異表達HPY1基因發現：在水稻優異品種黃華占體內過表達HPY1后，其孕穗期光合效率顯著高于黃華占，表明HPY1與水稻光合作用密切相關；其成熟期生物量明顯大于黃華占，表明HPY1與水稻生物量也密切相關，提高HPY1的表達量可以提高水稻的產量。因此HPY1基因為利用分子標記輔助育種及利用基因工程的方法培育水稻高產、高光效新品種，提供了強有力的手段和工具，具有巨大的應用潛力。

技術領域

本發明涉及提高植物產量的技術領域，特別涉及一種提高水稻光合效率和產量的方法。

背景技術

隨著科學技術的不斷發展，人類的生活水平不斷提高。但伴隨著人口的不斷增長，環境條件的日益嚴峻，糧食安全問題仍然突出。水稻作為世界上三大糧食作物之一，是解決糧食缺口的核心要素之一。因此增加水稻產量，對于確保糧食安全至關重要。提高水稻產量的途徑有多種，而挖掘產量性狀相關優勢基因來提高水稻單產是其中一個重要途徑。

因此，有必要開發一種新的提高水稻光合效率和產量的方法。

發明內容

本發明目的是提供一種提高水稻光合效率和產量的方法，本申請成功克隆了一個新的高產、高光效基因HPY1(High?photosynthesis?and?yield?1)，該基因參與調控水稻光合效率及生物量，從而增加水稻的產量，可廣泛應用于高產水稻新品種的培育。通過提高HPY1的表達量可以提高水稻的光合效率、生物量及產量。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

在本發明的第一方面，提供了一種提高水稻光合效率和產量的方法，所述方法包括：

將HPY1基因在水稻體內過表達，其中，所述HPY1基因的核苷酸序列如SEQ?ID?NO.2所示。

進一步地，所述將HPY1基因在水稻體內過表達，包括：

將HPY1基因插入到基礎載體中，構建含有HPY1的重組載體；

將含有HPY1的重組載體轉化到作物組織或細胞中。

進一步地，所述基礎載體包括作物改造載體，所述作物改造載體包括雙元農桿菌載體和可用于作物微彈轟擊的載體中的一種，所述雙元農桿菌載體包括pCAMBIA1301、pCAMBIA2301和pH7WG2D中的一種。

進一步地，所述轉化方法包括顯微注射、農桿菌介導的遺傳轉化、通過Ti質粒、Ri質粒或病毒載體中的一種。

進一步地，所述將HPY1基因在水稻體內過表達，具體包括：

獲得核苷酸序列如SEQ?ID?NO.2所示的基因片段；

將所述基因片段通過重組反應插入含有強啟動子的表達載體pCAMBIA1301-35SN中，利用所述表達載體上的標記基因篩選陽性克隆，獲得重組表達載體HPY1-OE；

將所述重組表達載體HPY1-OE轉入EHA105農桿菌中，利用表達載體及所述農桿菌自身特性篩選得到可用于侵染水稻組織的陽性農桿菌菌株；

將所述陽性農桿菌菌株侵染水稻黃華占愈傷組織，在潮霉素的篩選培養基上暗培養，獲得陽性轉基因愈傷組織；

將所述陽性愈傷組織進行分化、生根、移栽培養獲得T₀代轉基因植株；

通過常規的分子標記檢測以及水稻栽培方法獲得水稻光合效率和產量提高的T₁代植株。

在本發明的第二方面，提供了一種高產、高光效基因HPY1，所述高產、高光效基因HPY1具有如SEQ?ID?NO.2所示的核苷酸序列。