本发明专利技术涉及一种水稻矮化、多分蘖基因Os11g0587000突变体及其应用。所述突变体的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，编码的蛋白其氨基酸序列如SEQ ID No.3所示，基因具有如SEQ ID No.2所示的核苷酸序列，该蛋白质源于水稻基因组中一段基因序列，通过破坏其编码蛋白的生物学功能降低其株高、分蘖表型。本发明专利技术通过CRISPR/Cas9技术定点敲除了水稻矮化、多分蘖基因Os11g0587000，获得了该基因功能缺失突变体种质，该突变体不仅分蘖数多，而且单蘖分生能力强，可以用于解决水稻基础研究受自然环境制约，建立室内大规模种植的研究体系，同时水稻矮化育种，能够解决抗倒性、耐密性。
【技术实现步骤摘要】
一种水稻矮化、多分蘖基因Os11g0587000突变体及其应用
本专利技术属于植物生物
，具体涉及一种水稻Os11g0587000基因突变体，、其编码的氨基酸序列、植株及该突变体的创制方法。
技术介绍
随着基因组学和功能基因组学研究的深入进展，与双子叶模式植物拟南芥相比，水稻作为单子叶模式植物，它的研究一直需要依赖于大空间的田间大田或温度，同时还受自身较长的生长周期和自然环境的影响，大大制约了水稻分子生物学基础研究的快速发展。因此开展矮化、多分蘖基因资源的挖掘及其分子遗传机制的研究，对打破自然环境对水稻基础研究的束缚将起着至关重要的作用。水稻株高和分蘖是水稻株型的两个重要组成部分，也是决定杂种产量优势形成的主要因素。当前研究主要基于突变体的图位克隆、QTL定位或BSA性状分析克隆获得重要基因，但是通常由于多个遗传通路参与水稻分蘖生长发育的调控，其遗传机制还不明晰。因此，对于开展水稻矮化、分蘖基因的克隆和功能研究，将对创制新的种质资源和研究“理想株型”具有重要的意义。随着分子生物学、系统生物学等学科的迅速发展，大规模基因资源挖掘和利用得以开展，分子设计育种催生大量新品种的产生，尤其是利用CRISPR/Cas9技术突破了原有的技术瓶颈，改变作物产量、抗性等农艺性状。基因组编辑技术就是利用位点特异性核酸酶在特异性靶位点处打断染色体DNA序列，当DNA双链断裂发生后，植物细胞会采用DNA修复机制对断裂点进行修复，随机对目的基因发生特定类型的突变或插入，从而实现基因定点编辑。基因组定点编辑技术作为分子育种的重要手段，已经可以实现快速改良品种的目标性状，对水稻品种的定向改良方面具有非常巨大的潜力。
技术实现思路
本专利技术的目的是一种水稻Os11g0587000基因突变体，、其编码的氨基酸序列、植株及该突变体的创制方法。为实现上述目的采用以下技术方案：一种水稻矮化、多分蘖基因Os11g0587000突变体，其核苷酸序列如SEQIDNO.1所示。所述的水稻矮化、多分蘖基因Os11g0587000突变体编码的蛋白，其氨基酸序列如SEQIDNO.3所示；或该序列经替换、缺失或添加个或几个氨基酸形成的具有同等功能的氨基酸序列。上述水稻粒型相关蛋白或编码基因在控制水稻株高矮化、增加水稻分蘖方面的应用。所述水稻矮化、多蘖基因Os11g0587000突变体的创制方法，包括以下步骤：（1）RNA靶点序列设计：根据水稻水稻矮化、多分蘖基因Os11g0587000的基因组序列和CRISP/Cas9技术的设计靶位点的原则，设计1个引导RNA靶点序列，其序列为5’-CATCTCAAGAATCTTCAGTC-3’；（2）CRISPR/Cas9-gRNA载体的构建：（3）农杆菌介导水稻愈伤组织遗传转化：把步骤（2）构建好的CRISPR/Cas9-gRNA载体转化到水稻品种明恢86中，获得了不含有CRISPR元件T-DNA成分的纯合Os11g0587000基因突变体。所述步骤（1）中，靶位点设计在基因的第一个外显子上；所述的引导RNA靶点序列的寡核苷酸序列为：D86F:5'-cag：CATCTCAAGAATCTTCAGTC-3'；D86R:5'-aac：GACTGAAGATTCTTGAGATG-3'。一种水稻矮化、多分蘖基因Os11g0587000突变体植株，是通过将所述的靶点CRISPR/Cas9-sgRNA载体转化入水稻成熟胚愈伤组织，获得转基因阳性植株。用于检测敲除基因Os11g0587000的转基因植物的引物对，所述的引物对由RTSF和RTSR组成；即：RTSF:5’-GGACTTCATTAACACTGTAGCATC-3‘；RTSR:5’-GTACTTACCATTGTGAGGATGTAG-3‘。与现在技术相比，本专利技术的有益成果在于：(1)本专利技术为创制矮化、多分蘖水稻品种的培育提供了一种通过基因编辑方法打靶水稻基因Os11g0587000来获得新的水稻品种；(2)本专利技术水稻株型调控基因调控效果好，缩小水稻的种植空间，有助于实现在室内建立大规模研究体系。附图说明图1.水稻Os11g0587000基因的序列分析及基因编辑靶点设计。黑色方框表示外显子，黑色线条表示内含子,白色方框表示非翻译区。Cas9识别序列位于第2外显子2133-2153处。图2.Cas9介导的Os11g0587000不同基因型的检测分析结果。WT为野生型序列，阿拉伯数字表示发生缺失或增加的碱基数（数字前面加“-”表示碱基缺失，数字前面加“+”表示碱基增加），加黑碱基为替换碱基，加黑序列TGG为靶位点的PAM。图3.Os11g0587000基因不同基因型的表型考察。WT为明恢86野生型对照植株，D86-1和D86-2为不同基因型突变植株。图4.Os11g0587000基因突变株与野生型种子表型分析。WT为明恢86野生型对照植株，D86-1和D86-2为不同基因型突变植株。图5.Os11g0587000基因突变株与野生型分蘖数分析。WT为明恢86野生型对照植株，D86-1和D86-2为不同基因型突变植株。具体实施方式以下的实施例便于更好地理解本专利技术，但并不限定本专利技术。下述实施例中所使用的实验验方法如没有特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所使用的的实验材料如无特别说明均为市面购买产品。实施例1：水稻Os11g0587000基因的序列分析及基因编辑靶点设计水稻Os11g0587000基因(来源于国家水稻数据中心数据库（http://www.ricedata.cn/gene/）)的序列如SEQIDNO.1所示。序列分析显示，该基因含有7个外显子，分别为序列表中第222-525（第1外显子）、第2082-2221（第2外显子）、第2438-2530（第3外显子）、第2891-2952（第4外显子）、第3514-3620（第5外显子）、第4977-5066（第6外显子）、第5150-5190（第7外显子）。本专利技术所实验品种为明恢86，Cas9识别位点在该品种Os11g0587000基因的第2外显子2133-2153处，如图1。设计获得识别靶序列gRNA为：CATCTCAAGAATCTTCAGTC。实施例2：打靶载体构建及水稻遗传转化采用基因编辑技术，人工合成重组质粒pCXUN-Cas9-gRNA线性载体（本实验购于北京唯尚立德生物科技有限公司：单子叶植物Cas9/gRNA质粒构建试剂盒，No.VK005-01），构建方法按试剂盒手册操作。其中玉米Ubi启动子表达Cas9蛋白，水稻U6启动子表达gRNA，35S启动子表达潮霉素抗性。gRNA片段通过引物PCR形成二聚体后，DNA连接酶连接到重组质粒pCXUN-Cas9-gRNA（环形载体）。具体构建方法：1）Oligo二聚体的合成：(20μl体系）...
【技术保护点】
1.一种水稻矮化、多分蘖基因Os11g0587000突变体，其特征在于，所述突变体的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。/n
【技术特征摘要】
1.一种水稻矮化、多分蘖基因Os11g0587000突变体，其特征在于，所述突变体的核苷酸序列如SEQIDNO.1所示。
2.权利要求1所述的水稻矮化、多分蘖基因Os11g0587000突变体编码的蛋白，其特征在于，其氨基酸序列如SEQIDNO.3所示；或该序列经替换、缺失或添加个或几个氨基酸形成的具有同等功能的氨基酸序列。
3.权利要求1所述水稻矮化、多蘖基因Os11g0587000突变体的创制方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）RNA靶点序列设计：根据水稻水稻矮化、多分蘖基因Os11g0587000的基因组序列和CRISP/Cas9技术的设计靶位点的原则，设计1个引导RNA靶点序列，其序列为5’-CATCTCAAGAATCTTCAGTC-3’；
（2）CRISPR/Cas9-gRNA载体的构建：
（3）农...
【专利技术属性】
技术研发人员：林智敏，颜静宛，王锋，苏军，宋亚娜，
申请(专利权)人：福建省农业科学院生物技术研究所，
类型：发明
国别省市：福建;35
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