抽穗开花期提前的水稻新品种的选育方法技术

本发明专利技术涉及水稻生长特性的改良，具体涉及抽穗开花期提前的水稻新品种的选育方法。所述方法包括：向水稻受体材料中转入过量表达核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示的基因片段的过表达载体，获得转基因水稻植株。通过该方法获得的水稻新品种，生殖生长加快，抽穗开花期至少提前一周，从而缩短了生长周期。

Breeding method of new rice varieties with early heading date

The invention relates to the improvement of rice growth characteristics, in particular to the breeding method of new rice varieties with early heading date. The methods include: transferring to the rice receptor material to overexpress the overexpression vector of the gene fragment as shown by the SEQ ID NO:1, and obtaining the transgenic rice plants. The new rice varieties obtained by this method had quicker reproductive growth and at least one week of heading and flowering, thus shortening the growth cycle.

【技术实现步骤摘要】
抽穗开花期提前的水稻新品种的选育方法
本专利技术涉及水稻生长特性的改良，具体涉及抽穗开花期提前的水稻新品种的选育方法。
技术介绍
水稻是世界最重要的粮食作物之一，也是我国种植面积最广、总产量最大的主粮。水稻按照生长的气候生态型可以分为籼稻和粳稻，籼稻具有耐热、耐强光的习性，主要分布于热带和亚热带地区；粳稻具有耐寒、耐弱光的习性，分布范围更广，主要分布于北方广大地区及南方的高寒山区。粳稻的生长期相对较长，尤其在北方地区，因此，适当地促进水稻的抽穗开花、缩短生长周期更有利于水稻产量的提高。当前促进水稻开花的措施主要有喷施赤霉素，或者增施叶面肥等。2009年，我国公开颁发了水稻的转基因安全证书，这为利用生物技术手段来改良水稻品质提供了新的契机和信号。近几年的研究成果表明，miRNAs在植物的生长发育过程中发挥重大的作用。miRNAs又因其不编码具体产物而最大程度地降低了公众对转基因事件的抵触和反对。因此，寻求和开发能够促进水稻抽穗开花的miRNAs，选育出抽穗开花期提前的水稻新品种，是提高水稻产量的一个潜在捷径。
技术实现思路
为满足上述领域的需求，本专利技术提供一种抽穗开花期提前的水稻新品种的选育方法，通过该方法获得的水稻新品种，生殖生长加快，抽穗开花期至少提前一周。本专利技术请求保护的技术方案如下：抽穗开花期提前的水稻新品种的选育方法，其特征在于，包括：向水稻受体材料中转入过量表达核苷酸序列如SEQIDNO：1所示的基因片段的过表达载体，获得转基因水稻植株。优选地，还包括：将获得的转基因水稻植株与其它水稻植株进行杂交。优选地，所述过表达载体通过农杆菌介导到水稻受体材料中。优选地，所述表达载体采用双元表达载体pCXUN且含有用于驱动外源基因表达的泛素启动子。用于促进水稻抽穗开花的表达载体，其特征在于，骨架载体的多克隆位点装载有核苷酸序列如SEQIDNO：1所示的基因片段。优选地，所述骨架载体为双元表达载体pCXUN，还装载有用于驱动外源基因表达的泛素启动子。所述的用于促进水稻抽穗开花的表达载体的构建方法，包括如下步骤：(a)以水稻基因组DNA为模板，采用PCR方法扩增并分离核苷酸序列如SEQIDNO：1所示的基因片段；(b)将扩增并分离的基因片段克隆到骨架载体中。优选地，所述PCR方法采用如下引物：上游引物osa-miR1320-F：5'-ATATGTGTTGCTGGCCTGATGCTGG-3'；下游引物osa-miR1320-R：5'-ATGTCGTAGTTCTGTCCAACGGCTG-3'。优选地，所述骨架载体为双元表达载体pCXUN，骨架载体上还装载有用于驱动外源基因表达的泛素启动子。优选地，步骤(b)具体如下：所述双元表达载体pCXUN用XcmI酶进行酶切，获得线性化pCXUN-XcmI载体，用T4连接酶连接所述线性化pCXUN-XcmI载体和核苷酸序列如SEQIDNO：1所示的基因片段，然后利用热激转化法转化大肠杆菌E.coliDH5α感受态细胞，利用卡那霉素抗性筛选阳性克隆并测序验证序列信息正确的阳性克隆，采用碱裂解法提取阳性克隆的质粒，获得osa-miR1320过表达载体。在miRBase数据库中，osa-miR1320的mRNA序列号为MI0009717，其茎环序列对应水稻数据库(MSU7)Chr6:5073506..5073602(-)，长度为97bp，核苷酸序列如SEQIDNO：4所示；其成熟miRNAs序列在miRBase数据库中的mRNA序列号分别为MIMAT0009137(miR1320-5p)，长度为21bp，核苷酸序列如SEQIDNO：5所示；MIMAT0015286(miR1320-3p)，长度为21bp，核苷酸序列如SEQIDNO：6所示。本专利技术选取包含Chr6:5073506..5073602(-)序列及其上、下游序列在内的381bp片段(核苷酸序列如SEQIDNO：1所示)，构建过量表达载体并转入水稻中，获得的水稻osa-miR1320过表达植株的开花期明显比对照植株至少提早7天。本专利技术优选pCXUN载体构建osa-miR1320过量表达载体，利用泛素启动子驱动osa-miR1320基因的表达，获得的转基因植株的高表达水平具有遗传稳定性。但本专利技术的实现并不依赖于pCXUN载体，也可以利用本领域已知的其它带选择性标记或不带选择标记的表达载体来构建osa-miR1320过量表达载体，也可以利用CaMV35S强启动子或玉米泛素(Ubiquitin)强启动子来驱动osa-miR1320的表达。本专利技术采用农杆菌侵染水稻植株，所述农杆菌包含携带SEQIDNO：1所示基因序列的植物双元表达载体。除此之外，也可以采用基因枪法转化水稻，提取表达载体质粒，用金粉包埋后，轰击水稻组织，获得相关转基因植株。本专利技术的试验数据证明，过量表达osa-miR1320可以促进水稻提早抽穗开花，可用于水稻品种的遗传改良。一方面，可以构建osa-miR1320的过量表达载体，直接转化水稻生产品种，将遗传稳定的转基因材料应用于生产。另一方面，构建osa-miR1320的过量表达载体，转化实验用水稻材料，将获得的转基因水稻材料与其它水稻生产品种进行杂交，从而达到水稻遗传改良的作用。将osa-miR1320用于作物遗传改良，培育适合我国北方日照不强的地区的水稻新品种，使植株提前开花，生长周期缩短，从而提高水稻产量。附图说明图1.PCR扩增osa-miR1320前体基因的电泳结果；其中，扩增模板用水稻基因组DNA，扩增引物为osa-miR1320-F和osa-miR1320-R，扩增片段的长度为381bp。图2.pCXUN-osa-miR1320双元表达载体的构建原理示意图；其中，PCR扩增的osa-miR1320前体基因片段(末端加A)，插入XcmI消化后的pCXUN载体中(位于组成性启动子泛素启动子下游)，形成pCXUN-osa-miR1320双元表达载体，筛选标记为潮霉素抗性。图3.osa-miR1320转基因T1代植株中潮霉素基因的检测结果(A)和osa-miR1320表达水平的qRT-PCR检测结果(B)；其中，A.CK：非转基因植株，1-10：Hyg检测阳性植株；B.以非转基因植株为对照，其osa-miR1320表达水平视为1；21、38、76分别代表osa-miR1320过表达植株的不同株系。图4.osa-miR1320转基因植株的开花情况；其中，A.调查的第一天转基因植株的开花情况；B.调查的第七天转基因植株的开花情况；WT代表非转基因对照植株，OE20、OE21、OE36、OE38和OE76分别代表osa-miR1320过表达植株的不同株系。图5.调查期内转基因植株开花率的数据统计分析；其中，WT为非转基因对照植株，OE20、OE21、OE36、OE38和OE76分别代表osa-miR1320过表达植株的不同株系。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术进一步详细阐述，需要理解的是，下述实施例仅作为解释和说明，而不以任何方式限制本专利技术的范围。生物材料日本晴(OryzasativaL.cv.Nipponbare)，已知水稻品种，研究用野生稻，记载在已知文献“温福平，张檀，张朝晖等.赤霉素对盐胁迫抑制水稻种本文档来自技高网...

【技术保护点】
抽穗开花期提前的水稻新品种的选育方法，其特征在于，包括：向水稻受体材料中转入过量表达核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示的基因片段的过表达载体，获得转基因水稻植株。

【技术特征摘要】
1.抽穗开花期提前的水稻新品种的选育方法，其特征在于，包括：向水稻受体材料中转入过量表达核苷酸序列如SEQIDNO：1所示的基因片段的过表达载体，获得转基因水稻植株。2.根据权利要求1所述的抽穗开花期提前的水稻新品种的选育方法，其特征在于，还包括：将获得的转基因水稻植株与其它水稻植株进行杂交。3.根据权利要求1所述的抽穗开花期提前的水稻新品种的选育方法，其特征在于，所述过表达载体通过农杆菌介导到水稻受体材料中。4.根据权利要求1所述的抽穗开花期提前的水稻新品种的选育方法，其特征在于，所述表达载体采用双元表达载体pCXUN且含有用于驱动外源基因表达的泛素启动子。5.用于促进水稻抽穗开花的表达载体，其特征在于，骨架载体的多克隆位点装载有核苷酸序列如SEQIDNO：1所示的基因片段。6.根据权利要求5所述的用于促进水稻抽穗开花的表达载体，其特征在于，所述骨架载体为双元表达载体pCXUN，还装载有用于驱动外源基因表达的泛素启动子。7.权利要求5所述的用于促进水稻抽穗开花的表达载体的构建方法，其特征在于，包括如下步骤：(a)以水稻基因组DNA为模板，采用PCR方...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈华民，胡积祥，张立新，陈禹彤，余超，田芳，杨凤环，何晨阳，
申请(专利权)人：中国农业科学院植物保护研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11