本發(fā)明涉及植物基因工程，尤其涉及一種水稻粒型調(diào)控基因oslac9及其在水稻粒型育種中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
1、水稻是人類重要的糧食作物之一，養(yǎng)活了近一半的世界人口。隨著世界人口的增加、環(huán)境的惡化、可用耕地面積的減少、人民生活水平的提升，如何提高水稻的產(chǎn)量與品質(zhì)，已成為世界科研工作的焦點(diǎn)問(wèn)題。其中，利用基因工程手段等，挖掘和利用水稻產(chǎn)量與品質(zhì)調(diào)控相關(guān)的功能基因，有效開(kāi)展分子育種，將是培育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水稻新品種的重要手段。
2、粒長(zhǎng)、粒寬、粒厚是水稻粒型的主要構(gòu)成要素。粒型在決定稻米產(chǎn)量的同時(shí)，在一定的程度上也決定了稻米的加工、外觀、蒸煮和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)等。例如，在一定范圍內(nèi)，水稻籽粒的堊白粒率通常是與其粒長(zhǎng)成反比，與其粒寬成正比。因此，挖掘與利用水稻粒型調(diào)控相關(guān)的功能基因，將有助于有效開(kāi)展分子育種，以培育出高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的水稻新品種。
3、近年來(lái)，水稻粒型調(diào)控功能基因的克隆及其機(jī)理相關(guān)的研究報(bào)道越來(lái)越多。例如，osbsk2通過(guò)與osbsk3、osbsk4形成復(fù)合物，來(lái)正調(diào)控水稻籽粒的粒長(zhǎng)(yuan?et?al.osbsk2,a?putative?brassinosteroid-signalling?kinase,positively?controls?grain?sizein?rice.journal?of?experimental?botany,2022,73:5529-5542.)。slg2通過(guò)與wox11相互作用來(lái)影響水稻籽粒的粒寬(xiong?et?al.slg2specifically?regulates?grain?widththrough?wox11-mediated?cell?expansion?control?in?rice.plant?biotechnologyjournal,2023,21:1904-1918.)。而osexpa7過(guò)量表達(dá)則同時(shí)影響了水稻籽粒的大小與品質(zhì)(zhang?et?al.osexpa7?encoding?an?expansin?affects?grain?size?and?qualitytraits?in?rice(oryza?sativa?l.).rice,2024,17:36)?？寺〉乃玖Ｐ突?qū)λ玖Ｐ透牧加兄匾睦碚摵同F(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。
4、目前雖已克隆了許多粒型的調(diào)控基因或qtls，但水稻粒型往往是復(fù)雜的數(shù)量性狀，受多基因調(diào)控，可應(yīng)用的粒型基因依然較少。因此，仍需要不斷挖掘新的粒型調(diào)控基因，充分利用調(diào)控水稻粒型的功能基因，有效開(kāi)展分子育種，以培育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的水稻新品種。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種水稻粒型調(diào)控基因oslac9及其在水稻粒型育種中的應(yīng)用。本發(fā)明通過(guò)基因工程技術(shù)對(duì)水稻oslac9基因進(jìn)行基因敲除或破壞其正常表達(dá)來(lái)調(diào)控水稻粒型，種植選育長(zhǎng)粒/窄粒型轉(zhuǎn)基因水稻品種，提供了新的水稻粒型調(diào)控基因及其分子育種途徑。
2、在一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種水稻粒型調(diào)控基因oslac9，所述oslac9基因的基因組dna序列如seq?id?no.1所示，其mrna序列如seq?id?no.2所示；所述水稻粒型包括水稻籽粒的粒長(zhǎng)和粒寬。
3、在另一個(gè)方面，本發(fā)明提供了oslac9基因在水稻粒型育種中的應(yīng)用，以編碼基因oslac9為目的基因，對(duì)水稻oslac9基因進(jìn)行基因敲除或破壞其正常表達(dá)來(lái)調(diào)控水稻粒型，種植選育長(zhǎng)粒/窄粒型轉(zhuǎn)基因水稻品種。
4、基因敲除或破壞其正常表達(dá)包括：構(gòu)建oslac9基因敲除表達(dá)載體，創(chuàng)建轉(zhuǎn)基因水稻株系，鑒定篩選獲得oslac9基因的純合敲除突變體。
5、具體地，所述構(gòu)建oslac9基因敲除表達(dá)載體：采用crispr-cas9基因編輯系統(tǒng)，設(shè)計(jì)靶點(diǎn)引物對(duì)，與水稻u6a/u6b啟動(dòng)子連接進(jìn)行pcr擴(kuò)增得sgrna表達(dá)盒，再將sgrna表達(dá)盒酶切連接到pylcrispr/cas9質(zhì)粒中，得目標(biāo)載體；
6、所述靶點(diǎn)引物對(duì)包括如seq?id?no.3和seq?id?no.4所示的引物對(duì)以及如seq?idno.5和seq?id?no.6所示的引物對(duì)；
7、具體地，所述創(chuàng)建轉(zhuǎn)基因水稻株系包括：基于農(nóng)桿菌介導(dǎo)法，將oslac9基因敲除表達(dá)載體轉(zhuǎn)化粳稻中花11，經(jīng)愈傷誘導(dǎo)、抗性愈傷篩選、分化、生根培養(yǎng)、煉苗和移栽過(guò)程，創(chuàng)建轉(zhuǎn)基因水稻株系并利用陽(yáng)性菌落pcr檢測(cè)確定轉(zhuǎn)基因陽(yáng)性水稻植株；
8、所述陽(yáng)性菌落pcr檢測(cè)包括潮霉素基因特異引物的pcr鑒定，其中，潮霉素基因片段擴(kuò)增的特異性引物對(duì)序列如seq?id?no.7和seq?id?no.8所示。
9、可選地，所述oslac9基因的純合敲除突變體為無(wú)外源t-dna插入、無(wú)脫靶現(xiàn)象的oslac9基因純合敲除突變水稻株。
10、具體地，所述種植選育長(zhǎng)粒/窄粒型轉(zhuǎn)基因水稻品種包括將oslac9基因的純合敲除突變體與野生型水稻一起種植，于成熟期進(jìn)行考種比較分析，選育獲得長(zhǎng)粒/窄粒型轉(zhuǎn)基因水稻品種。
11、本發(fā)明帶來(lái)的有益效果是：
12、(1)本發(fā)明提供了一種新的水稻粒型調(diào)控基因oslac9，該基因可調(diào)控水稻籽粒的粒長(zhǎng)和粒寬，為培育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的水稻品種擴(kuò)充了新的基因資源，解決了目前關(guān)于水稻粒型性狀的基因數(shù)目較少的問(wèn)題。
13、(2)本發(fā)明基于oslac9基因進(jìn)一步提供了一種培育長(zhǎng)粒/窄粒型轉(zhuǎn)基因水稻新品種的分子育種途徑，選育的長(zhǎng)粒/窄粒型轉(zhuǎn)基因水稻改良效果顯著，可明顯增加水稻籽粒的粒長(zhǎng)、減少水稻籽粒的粒寬，為選育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水稻新品種提供了一種新的分子育種方法，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
1.一種水稻粒型調(diào)控基因oslac9，其特征在于，所述oslac9基因的基因組dna序列如seq?id?no.1所示，其mrna序列如seq?id?no.2所示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水稻粒型調(diào)控基因oslac9，其特征在于，所述水稻粒型包括水稻籽粒的粒長(zhǎng)和粒寬。
3.一種如權(quán)利要求1至2任一項(xiàng)所述的oslac9基因在水稻粒型育種中的應(yīng)用，其特征在于，對(duì)水稻oslac9基因進(jìn)行基因敲除或破壞其正常表達(dá)來(lái)調(diào)控水稻粒型，種植選育長(zhǎng)粒/窄粒型轉(zhuǎn)基因水稻品種；
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的oslac9基因在水稻粒型育種中的應(yīng)用，其特征在于，所述構(gòu)建oslac9基因敲除表達(dá)載體包括：采用crispr-cas9基因編輯系統(tǒng)，設(shè)計(jì)靶點(diǎn)引物對(duì)，與水稻u6a/u6b啟動(dòng)子連接進(jìn)行pcr擴(kuò)增得sgrna表達(dá)盒，再將sgrna表達(dá)盒酶切連接到pylcrispr/cas9質(zhì)粒中，得目標(biāo)載體；
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的oslac9基因在水稻粒型育種中的應(yīng)用，其特征在于，所述創(chuàng)建轉(zhuǎn)基因水稻株系包括：基于農(nóng)桿菌介導(dǎo)法，將oslac9基因敲除表達(dá)載體轉(zhuǎn)化粳稻中花11，經(jīng)愈傷誘導(dǎo)、抗性愈傷篩選、分化、生根培養(yǎng)、煉苗和移栽過(guò)程創(chuàng)建轉(zhuǎn)基因水稻株系，并利用陽(yáng)性菌落pcr檢測(cè)確定轉(zhuǎn)基因陽(yáng)性水稻植株；
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的oslac9基因在水稻粒型育種中的應(yīng)用，其特征在于，所述oslac9基因的純合敲除突變體為無(wú)外源t-dna插入、無(wú)脫靶現(xiàn)象的oslac9基因純合敲除突變水稻株。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的oslac9基因在水稻粒型育種中的應(yīng)用，其特征在于，所述種植選育長(zhǎng)粒/窄粒型轉(zhuǎn)基因水稻品種包括將oslac9基因的純合敲除突變體與野生型水稻一起種植，于成熟期進(jìn)行考種比較分析，選育獲得長(zhǎng)粒/窄粒型轉(zhuǎn)基因水稻品種。