创制水稻大长粒型新种质的方法技术

本发明专利技术涉及植物育种技术领域，具体涉及创制水稻大长粒型新种质的方法。本发明专利技术提供的创制水稻大长粒型新种质的方法包括：使水稻OsD

【技术实现步骤摘要】
创制水稻大长粒型新种质的方法


[0001]本专利技术涉及植物育种
，具体涉及创制水稻大长粒型新种质的方法。

技术介绍

[0002]水稻是中国主要的粮食作物，全国60％以上的人口以稻米为主食。水稻籽粒形状是影响产量的重要性状之一，粒型增大与水稻增产直接相关。同时籽粒形状也影响稻米的外观品质，随着人民生活的日益改善，对米质要求越来越高。在目前中国的餐饮市场上，长粒米广受青睐。部分水稻品种的其它性状很好，却因为粒型不够长而限制了其市场份额。
[0003]基因编辑技术是近年来分子育种领域的热点技术，它能够实现亲本目标性状的快速精准改良，且不涉及转基因安全问题。该技术在育种中的应用大多数是通过对目标基因进行碱基的添加或删除，从而使基因功能失活，获得相应的目标性状。利用基因编辑技术修饰水稻基因、创制增大增长粒型的水稻种质对于水稻的增产具有重要意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种创制水稻大长粒型新种质的方法。
[0005]本专利技术首先发现了OsD
‑
h基因和LOC_Os01g10460基因的新功能，将OsD
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h基因和LOC_Os01g10460基因同时失活，能够使得水稻的籽粒增大、增长，提高水稻的千粒重。水稻OsD
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h基因编码与GA信号传导途径有关的蛋白，已有研究表明的OsD
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h影响水稻的株高和籽粒大小，OsD
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h基因63bp缺失在粳稻中导致了矮杆和小粒的表型。但未有OsD
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h基因与水稻籽粒增大增长相关的研究。本专利技术发现的OsD
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h基因和LOC_Os01g10460基因联合失活的新功能可用于水稻大长粒型新种质的创制。
[0006]具体地，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]第一方面，本专利技术提供水稻OsD
‑
h和LOC_Os01g10460基因、其编码蛋白或水稻OsD
‑
h和LOC_Os01g10460基因的抑制因子在调控植物籽粒大小或千粒重中的应用。
[0008]优选地，所述调控植物籽粒大小为使得水稻籽粒增大、增长，所述调控千粒重为提高千粒重。
[0009]进一步优选地，通过使得植物OsD
‑
h和LOC_Os01g10460基因丧失生物学功能，使得植物籽粒增大、增长，千粒重提高。
[0010]第二方面，本专利技术提供水稻OsD
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h和LOC_Os01g10460基因、其编码蛋白或水稻OsD
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h和LOC_Os01g10460基因的抑制因子在植物育种中的应用。
[0011]优选地，所述水稻育种为植物籽粒性状或千粒重性状的育种。
[0012]进一步优选地，所述植物育种为大长粒植物或增加千粒重的育种。
[0013]第三方面，本专利技术提供水稻OsD
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h和LOC_Os01g10460基因、其编码蛋白或水稻OsD
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h和LOC_Os01g10460基因的抑制因子在植物种质资源改良中的应用。
[0014]优选地，所述植物种质资源改良为植物籽粒性状或千粒重性状的种质资源改良。
[0015]进一步优选地，所述植物种质资源改良为大长粒型植物或增加千粒重的种质资源
改良。
[0016]本专利技术中，所述OsD
‑
h基因的编码蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO:1所示，或者为与其具有至少70％的序列同一性的保留其功能的活性变体的氨基酸序列；LOC_Os01g10460基因的编码蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示，或者为与其具有至少70％的序列同一性的保留其功能的活性变体的氨基酸序列。
[0017]优选地，所述序列同一性为至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少98％、至少99％。
[0018]本专利技术中，OsD
‑
h基因的核苷酸序列如SEQ ID NO:3所示，或者为与其具有至少90％的序列同一性的保留其功能的活性变体的核苷酸序列；LOC_Os01g10460基因的核苷酸序列如SEQ ID NO:4所示，或者为与其具有至少90％的序列同一性的保留其功能的活性变体的核苷酸序列。
[0019]优选地，所述序列同一性为至少80％、至少85％、至少90％、至少95％、至少98％、至少99％。
[0020]本专利技术中，OsD
‑
h基因、LOC_Os01g10460基因的抑制因子为能够破坏所述基因的生物学功能的核酸分子或蛋白分子。
[0021]本专利技术中，所述植物优选为水稻，更优选为粳稻或籼稻。
[0022]第四方面，本专利技术提供创制水稻大长粒型新种质的方法，该方法包括：使水稻OsD
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h和LOC_Os01g10460基因的生物学功能丧失。
[0023]优选地，OsD
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h基因的编码蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO:1所示，或者为与其具有至少90％的序列同一性的保留其功能的活性变体的氨基酸序列；LOC_Os01g10460基因的编码蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示，或者为与其具有至少90％的序列同一性的保留其功能的活性变体的氨基酸序列。
[0024]上述方法中，使水稻OsD
‑
h和LOC_Os01g10460基因的生物学功能丧失可通过本领域常用的技术手段实现，包括但不限于基因编辑等。
[0025]本专利技术优选通过基因编辑方法使得水稻OsD
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h和LOC_Os01g10460基因的生物学功能丧失；所述基因编辑方法为通过选自以下的序列特异性核酸酶中的一种或多种进行：CRISPR/Cas9、CRISPR/Cpf1、CRISPR/Cas12a、TALEN、大范围核酸酶和ZFN。
[0026]优选地，所述基因编辑利用CRISPR/Cas9基因编辑载体进行。
[0027]由于OsD
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h基因和LOC_Os01g10460基因有部分区域为反向重叠区域，本专利技术以两者的重叠区域为靶标区域，通过一次CRISPR/Cas9基因编辑同时实现OsD
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h基因和LOC_Os01g10460基因的失活。
[0028]优选地，所述CRISPR/Cas9基因编辑载体包含第一sgRNA和第二sgRNA，所述第一sgRNA和第二sgRNA分别靶向SEQ ID NO:5
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6所示的核苷酸序列。
[0029]上述CRISPR/Cas9基因编辑可导致OsD
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h基因发生缺失、插入、取代或以上的组合，导致LOC_Os01g10460位点基因区段发生缺失、插入、取代或以上的组合。
[0030]在一些具体的实施方案中，所述基因编辑导致OsD
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h基因、LOC_Os01g10460基因缺失、添加或取本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.水稻OsD
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h和LOC_Os01g10460基因、其编码蛋白或水稻OsD
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h和LOC_Os01g10460基因的抑制因子在调控植物籽粒大小或千粒重中的应用。2.水稻OsD
‑
h和LOC_Os01g10460基因、其编码蛋白或水稻OsD
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h和LOC_Os01g10460基因的抑制因子在植物育种中的应用。3.水稻OsD
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h和LOC_Os01g10460基因、其编码蛋白或水稻OsD
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h和LOC_Os01g10460基因的抑制因子在植物种质资源改良中的应用。4.根据权利要求1～3任一项所述的应用，其特征在于，OsD
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h基因的编码蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO:1所示，或者为与其具有至少70％的序列同一性的保留其功能的活性变体序列；LOC_Os01g10460基因的编码蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示，或者为与其具有至少70％的序列同一性的保留其功能的活性变体序列；所述抑制因子为能够破坏所述基因的生物学功能的核酸分子或蛋白分子。5.创制水稻大长粒型新种质的方法，其特征在于，包括：使水稻OsD
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h和LOC_Os01g10460基因的生物学功能丧失；优选地，OsD
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h基因的编码蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO:1所示，或者为与其具有至少70％的序列同一性的保留其功能的活性变体序列；LOC_Os01g10460基因的编码蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示，或者为与其具有至少70％的序列同一性的保留其功能的活性变体序列。6.根据权利要求5所述的创制水稻大长粒型新种质的方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁琦，陈雅，王文舒，李弘婧，潘燕林，谭超，王维鹏，徐念，魏晶，马崇烈，
申请(专利权)人：中国种子集团有限公司，
类型：发明
国别省市：