OsbHLH189基因在改良水稻粒型中的应用制造技术

本发明专利技术公开了OsbHLH189基因在改良水稻粒型中的应用，属于基因工程技术领域。本发明专利技术包括OsbHLH189基因过量表达载体的构建步骤和OsbHLH189过表达转基因植株的获得步骤。本发明专利技术通过在粳稻中过量表达OsbHLH189基因，显著增加了水稻籽粒的粒长、降低了粒宽，增大了长宽比，使稻米具有更好的外观品质。因而，该基因是水稻粒型性状的一个新的调控因子，在改良水稻粒型、提升外观品质上具有潜在的工业应用价值，能产生更高的经济效益。能产生更高的经济效益。能产生更高的经济效益。

【技术实现步骤摘要】
OsbHLH189基因在改良水稻粒型中的应用


[0001]本专利技术属于基因工程
，更具体地说，涉及OsbHLH189基因在改良水稻粒型中的应用。

技术介绍

[0002]水稻的粒型性状包括粒长、粒宽、粒厚、长宽比等，与水稻的产量和品质均密切相关。随着人们生活水平的提高，对稻米品质的要求也日益增高。细长型的稻米通常具有更好的外观品质，因而更受消费者的欢迎。因此，粒型性状已成为水稻高产优质育种的重要靶标性状。研究水稻粒型调控的分子机制，对于通过分子育种改良水稻的产量和品质具有重要意义。
[0003]近年来，研究人员利用正向和反向遗传学方法，克隆了多个参与水稻粒型调控的关键基因，如粒长控制基因GS3、GL2/GS2、GL7/GW7/SLG7、GLW7、 TGW3、GS9、GL6、GL10、OsAK3、粒宽控制基因GW2、GW5/GSE5、GS5、 GW6、GW8、TGW2等。对这些基因进行的功能研究和调控通路分析表明，植物激素、G蛋白、MAPK等信号通路以及泛素
‑
蛋白酶体通路参与水稻粒型的调控。GS9是一个控制水稻粒型的数量性状基因座，编码一个转录激活蛋白。该基因突变导致籽粒变得细长，而其过表达使籽粒变得短圆。通过分子标记辅助选择将GS9的无效等位基因导入高产主栽品种武运粳8和武运粳27，或者利用CRISPR/Cas9技术在高产品种盐稻8号中敲除GS9，均使籽粒变得细长，显著改善了外观品质。GL7/GW7/SLG7编码拟南芥LONGIFOLIA蛋白的同源蛋白。 GL7/GW7/SLG7表达量的增加导致籽粒变得细长。
[0004]碱性螺旋
‑
环
‑
螺旋(bHLH)转录因子家族是真核生物最大的转录因子家族之一，参与植物的生长发育、胁迫应答等多个生物学过程的调控。目前，已在水稻基因组中鉴定出183个bHLH基因，其中多个基因参与水稻籽粒粒型的调控。过表达OsbHLH107和OsbHLH102显著增加水稻籽粒的粒长和粒重 (Xiaoming Yang，Yulong Ren，Yue Cai，Mei Niu，Zhiming Feng，Ruonan Jing，Changling Mou，Xi Liu，Lianjie Xiao，Xin Zhang，Fuqing Wu，Xiuping Guo，LingJiang，Jianmin Wan.Overexpression of OsbHLH107，a member of the basichelix
‑
loop
‑
helix transcription factor family，enhances grain size in rice(Oryza sativaL.).Rice，2018，11：41)。OsbHLH079和OsBU1(OsbHLH172)通过参与油菜素甾醇(BR)信号转导，调控水稻叶夹角和籽粒大小。OsBUL1(OsbHLH170) 是一个非典型的HLH蛋白，通过与OsBC1(OsbHLH081)形成复合体，共同调控水稻叶夹角和籽粒大小。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的上述问题，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种 OsbHLH189基因在改良水稻粒型中的应用。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0007]OsbHLH189基因在改良水稻粒型中的应用，包括以下步骤：
[0008]1)OsbHLH189基因过表达载体的构建
[0009]以野生型粳稻品种中花11cDNA为模板，设计一对引物，扩增OsbHLH189 基因，引物序列如下：
[0010]OsbHLH189OE
‑
F：
[0011]5′‑
ACTAGGGTCTCGCACCATGGCGCACGACGGGTTCCTCGG
‑3′
，
[0012]OsbHLH189OE
‑
R：
[0013]5′‑
ACTAGGGTCTCTACCGTCATGTATTGCCCCTGAACCCCA
‑3′
，
[0014]在引物两端分别引入了限制性内切酶Bsa I的识别位点；PCR扩增产物用胶回收试剂盒(Takara，805A)纯化，并利用Bsa I酶切后，连接入带有潮霉素抗性基因的pEGOEPubi
‑
H载体的ZmUBI启动子下游，构建pEGOEPubi
‑
H
‑ꢀ
OsbHLH189过表达转基因载体；重组质粒采用热击转化法转化大肠杆菌DH5a，转化物在含卡那霉素的LB平板上筛选，挑选阳性克隆，提取质粒后测序验证正确，获得OsbHLH189过表达载体；其中，OsbHLH189基因编码序列如SEQ IDNO.2所示(水稻中OsbHLH189基因序列如SEQ ID NO.1所示)； pEGOEPubi
‑
H
‑
OsbHLH189过表达转基因载体序列如SEQ ID NO.6所示。
[0015]2)OsbHLH189过表达转基因植株的获得
[0016]将测序正确的OsbHLH189过表达载体通过电击法转入农杆菌菌株EHA105 中；将粳稻品种中花11未成熟种子带壳灭菌，在超净工作台上分离出未成熟胚，接种在诱导愈伤培养基上；暗培养6d后挑选生长旺盛，颜色浅黄的胚性愈伤组织，作为转化的受体；将带有OsbHLH189过表达重组质粒的农杆菌EHA105 菌株培养至对数生长期，离心收集菌体，并用加入乙酰丁香酮的AAM培养基重悬后倒入愈伤组织进行侵染；侵染结束后的愈伤组织在共培养基上培养3d，然后在含有50mg L
‑1潮霉素的选择培养基上筛选抗性愈伤组织，经两代筛选以后，将抗性愈伤组织进行预分化处理和分化再生；再生小苗转入1/2MS培养基上生根壮苗；小苗经练苗处理后移入大田种植。
[0017]所述的OsbHLH189基因在改良水稻粒型中的应用中，所述OsbHLH189基因的蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.3所示。
[0018]用于荧光定量PCR检测OsbHLH189基因的特异性引物OsbHLH189
‑
F和 OsbHLH189
‑
R，引物序列如下：
[0019]OsbHLH189
‑
F：5
′‑
CAAGCACCAAACACTTAGAAACG
‑3′
[0020]OsbHLH189
‑
R：5
′‑
GTATTGCCCCTGAACCCCAT
‑3′
。
[0021]可用现有的植物表达载体构建含有所述基因的重组表达载体。所述植物表达载体包括双元农杆菌载体(如pBI121、pBin19、pCAMBIA2301、pCAMBIA3301、 pCAMBIA1301
‑
UbiN、pCAMBIA13本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.OsbHLH189基因在改良水稻粒型中的应用，其特征在于：在水稻中过量表达OsbHLH189基因以改良水稻粒型，所述OsbHLH189基因表达蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.3所示，所述的改良水稻粒型包括提高水稻粒长宽比。2.根据权利要求1所述的OsbHLH189基因在改良水稻粒型中的应用，其特征在于，所述的改良水稻粒型包括降低水稻粒宽。3.根据权利要求1所述的OsbHLH189基因在改良水稻粒型中的应用，其特征在于，所述的改良水稻粒型包括提高水稻粒长。4.根据权利要求1所述的OsbHLH189基因在改良水稻粒型中的应用，其特征在于，具体步骤为：构建OsbHLH189过表达载体，将OsbHLH189过表达载体转化到水稻或水稻细胞中，培育获得水稻粒型改良的水稻。5.根据权利要求4所述的OsbHLH...

【专利技术属性】
技术研发人员：高清松，李想，吴玥，牛子腾，王欣彤，
申请(专利权)人：淮阴师范学院，
类型：发明
国别省市：