本发明专利技术属于植物生物技术领域，具体涉及一种改良水稻籽粒性状的方法。本发明专利技术要解决的技术问题改良水稻籽粒性状，进而提高水稻产量。本发明专利技术解决技术问题的技术方案是提供一种改良水稻籽粒性状的方法。该方法通过阻断或者减弱水稻中OsMIR3979的表达，提高水稻籽粒性状。本发明专利技术方法步骤简明、易于操作，在水稻的品质改良以及基因组功能研究和应用方面具有很好的前景。的前景。的前景。
【技术实现步骤摘要】
阻断或者减弱水稻中OsMIR3979的表达以改良水稻籽粒性状的方法
[0001]本专利技术属于植物生物
，具体涉及一种阻断或者减弱水稻中OsMIR3979的表达以改良水稻籽粒性状的方法。
技术介绍
[0002]小分子RNA(microRNA,miRNA)是生物中一类具调控功能的内源非编码小分子RNA，其大小多为19-24个核苷酸(nucleotides，nt)。真核植物中，miRNA多由独立基因编码，在细胞核内miRNA基因被RNA聚合酶II转录成较长的初级转录物(primary miRNA，pri-miRNA)，接着被加工成只含有茎-环(stem-loop)结构的miRNA前体(pre-miRNA)，随后pre-miRNA被进一步加工形成成熟miRNA。成熟miRNA分子在RISC复合体(RNA-induced silencing complex，RISC)介导下，与其靶基因mRNA结合，导致靶基因mRNA的降解或者使其翻译受到抑制，从而对靶基因实现转录后水平的基因表达调控。
[0003]研究表明，植物miRNA是其生长发育进程中的重要调控因子，在形态建成、信号转导、新陈代谢、营养吸收、激素调控、生物及非生物胁迫应答等多个方面发挥着重要的作用。理论上，miRNA编码基因具备为植物遗传改良提供丰富基因资源的潜能，但基于miRNA本身基因组结构及功能实现的分子机制的特殊性，目前miRNA(特别植物miRNA)研究主要集中于高通量测序鉴定miRNA分子、miRNA差异表达比较、miRNA靶基因鉴定、miRNA过表达分析等方面，miRNA分子相关生物功能的明确鉴定由于缺乏有效的突变体材料而十分有限，极大程度的限制了植物miRNA编码基因的基础及应用研究。
[0004]最近，靶基因类似物(target mimicry，TM)或短串联靶标类似物(short tandem target mimic，STTM)的策略被用于miRNA分子功能研究，通过获得干扰(或封闭)目标miRNA的材料，以期评价miRNA针对靶基因去阻遏影响程度，进而分析miRNA分子功能。此外，目前也有基于CRISPR-Cas13的RNA功能干扰研究报道。
[0005]CRISPR-Cas9是一种基因编辑系统，之前有基于CRISPR-Cas9方法敲除植物miRNA编码基因的突变体创制的报道。而CRISPR-Cas12a(CRISPR-Cpf1)系统是近年来发现的新的基因编辑系统。其与CRISPR-Cas9不同，因其具备“T/A”富集区的PAM识别位点、向导RNA为结构简单的单一crRNA分子、产生粘性末端、删除片断比较大(大多为6bp-13bp)等特性或优点，预期对于定向编辑miRNA编码基因可能具备特有优势。但目前，基于CRISPR-Cas12a对植物miRNA编码基因进行明确编辑突变体创制，有效解析miRNA对应生物功能，进而挖掘有育种价值的植物miRNA位点的工作尚未见报道。
[0006]水稻OsMIR3979基因是一条基于高通量测序发现的水稻miRNA，目前未见关于其功能的报道。
技术实现思路
[0007]本专利技术要解决的技术问题是提供一种改良水稻籽粒性状的方法，进而提高水稻产
量。
[0008]本专利技术解决技术问题的技术方案是提供一种改良水稻籽粒性状的方法。该方法通过阻断或者减弱水稻中OsMIR3979的表达，提高水稻籽粒性状。
[0009]其中，上述方法中所述的阻断或者减弱水稻中OsMIR3979的表达可通过敲除水稻OsMIR3979编码基因或者干扰OsMIR3979编码基因表达产物的作用进行。
[0010]其中，上述方法中所述的干扰OsMIR3979表达产物作用的方法包括RNA干扰法、反义RNA法、靶基因类似物(target mimicry，TM)法短串联靶标类似物(short tandem target mimic，STTM)法或CRSPR-Cas13法中的至少一种。
[0011]其中，上述方法中所述的敲除水稻基因组中的OsMIR3979编码基因的方法包括采用基因组编辑法、同源重组法或随机插入突变法中的至少一种进行。
[0012]其中，上述方法中所述的基因组编辑法包括巨大核酸酶(Meganuclease)法、ZFN法、TALEN法或CRISPR-Cas法中的至少一种。
[0013]其中，当上述方法中使用CRISPR-Cas法敲除水稻基因组中的OsMIR3979编码基因时，包括以下步骤：
[0014]a、设计针对水稻OsMIR3979编码基因的向导RNA；
[0015]b、构建可表达该向导crRNA的Cas基因编辑表达载体；
[0016]c、用步骤a的得到的表达载体转化水稻，利用CRISPR-Cas基因编辑体系得到转化植株；
[0017]d、收集转化植株的种子，筛选出水稻OsMIR3979编码基因定向编辑突变体种子，即得提高籽粒性状的水稻突变体。
[0018]其中，上述方法中的用于敲除水稻基因组中的OsMIR3979编码基因的CRISPR-Cas法包括CRISPR-Cas9、CRISPR-Cas12a或CRISPR-Cas12b等方法中的至少一种。
[0019]进一步的，上述方法中所述的针对水稻OsMIR3979编码基因的向导RNA的核苷酸序列为Seq ID No.2所示(序列为5
’-
TTGGATCTCTCTCTCCCTTGAAG-3
’
)。该向导RNA用于CRISPR-Cas12a基因编辑系统。
[0020]其中，上述方法中所述的提高水稻籽粒性状为提高千粒重、粒长或粒宽中的至少一种。
[0021]在此基础上，本专利技术提供了阻断或者减弱水稻中OsMIR3979的表达的试剂在提高水稻籽粒性状中的用途。
[0022]其中，上述用途中所述的阻断或者减弱水稻中OsMIR3979的表达的试剂包括敲除水稻OsMIR3979编码基因的试剂或者干扰OsMIR3979编码基因表达产物的试剂中的至少一种。
[0023]其中，上述用途中所述的干扰OsMIR3979表达产物作用的试剂包括使用RNA干扰法、反义RNA法、CRISPR-Cas13法、靶基因类似物(target mimicry，TM)法或短串联靶标类似物(short tandem target mimic，STTM)或CRISPR-Cas13法中的至少一种以减弱OsMIR3979表达产物作用所使用的试剂。
[0024]其中，上述用途中所述的RNA干扰法减弱OsMIR3979表达产物作用使用的试剂包括针对OsMIR3979表达产物的siRNA(小干扰RNA(Small interfering RNA)、反义RNA、靶基因类似物、短串联靶标类似物、用于CRISPR-Cas13法的向导RNA。
[0025]其中，上述用途中所述的降低水稻OsMIR3979表达的试剂包括敲除水稻基因组中的OsMIR3979编码基因的试剂本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种改良水稻籽粒性状的方法，其特征在于：阻断或者减弱水稻中OsMIR3979的表达，提高水稻籽粒性状。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的阻断或者减弱水稻中OsMIR3979的表达通过敲除水稻OsMIR3979编码基因或者干扰OsMIR3979编码基因表达产物的作用进行。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的干扰OsMIR3979编码基因表达产物作用的方法包括RNA干扰法、反义RNA法、CRISPR-Cas13法、靶基因类似物法或短串联靶标类似物法中的至少一种。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的敲除水稻基因组中的OsMIR3979编码基因的方法为基因组编辑法、同源重组法或随机插入突变法中的至少一种进行；优选的所述的基因组编辑法包括巨大核酸酶(Meganuclease)法、ZFN法、TALEN法或CRISPR-Cas法中的至少一种。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：当使用CRISPR-Cas法敲除水稻基因组中的OsMIR3979编码基因时，包括以下步骤：a、设计针对水稻OsMIR3979编码基因的向导RNA；b、构建可表达该向导RNA的Cas编辑表达载体；c、用步骤a的得到的表达载体转化水稻，利用CRISPR-Cas基因编辑体系得到转化植株；d、收集转化植株的种子，筛选出水稻OsMIR3979编码基因定向编辑突变体种子，即得提高籽粒性状的水稻突变体；优选的，所述的CRISPR-Cas法包括CRISPR-Cas9、CRISPR-Cas12a或CRISPR-Cas12b中的至少一种。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：步骤a中所述的针对水稻OsMIR3979编码基因的向导RNA的核苷酸序列为Seq ID No.2所示。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的提高水稻籽粒性状为提高千粒重、粒长或粒宽中的至少一种。8.阻断或者减弱水稻中OsMIR3979的表达的试剂在提高水稻籽粒性状中的用途。9.根据权利要求8所...
【专利技术属性】
技术研发人员：张勇，周建平，郑雪莲，全泉，秦鹏程，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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