水稻RLK突变体在促进植物生长或稻油轮作中的应用制造技术

本发明专利技术属于农业技术领域，具体涉及Osflr3或Osflr11水稻突变体在促进植物生长或稻油轮作中的应用，本专利的发明专利技术人发现Osflr3或Osflr11基因是影响水稻根系土壤参与稻油轮作的关键因子，获得并应用促进稻油轮作的水稻优异基因资源。通过CRISPR/Cas9技术定点编辑水稻中的Osflr3或Osflr11基因，并进一步通过自交去掉Cas9背景后遗传稳定性更强，定点编辑水稻材料对油菜生长具有良好的作用。稻材料对油菜生长具有良好的作用。

【技术实现步骤摘要】
水稻RLK突变体在促进植物生长或稻油轮作中的应用


[0001]本专利技术属于农业
，具体涉及Osflr3或Osflr11水稻突变体在促进植物生长或稻油轮作中的应用。

技术介绍

[0002]RLK亚家族Catharanthus roseus RLK1
‑
like(CrRLK1L)的重要成员FERONIA(FER)，已被报道拟南芥中FER的突变(fer8)能富集有益微生物菌群(如荧光假单胞杆菌)促进其他植物的生长，但是拟南芥因为FER的突变导致生长收到抑制。FER模块介导的免疫抑制能形成特殊的微生物菌群缓解低磷胁迫。揭示了拟南芥在营养胁迫条件下通过调节机制来平衡植物的免疫应答、菌群组成和矿物质吸收。
[0003]粮油安全是关系国计民生和长治久安之大事，稻油轮作制度是保障国家粮油安全的有效手段。水稻根系土壤与肥力息息相关，故研究根系土壤是稻油轮作制度下增产增效的基础。稻油轮作模式下，水稻根系菌群调控土壤或作物养分高效利用，影响稻油轮作的生理机制研究已有极大进展，但促进稻油轮作的水稻优异基因资源还非常匮乏，未见相关报道。研究并利用促进稻油轮作的水稻优异基因资源增加油菜产量，充分发挥油菜养地增粮优势，为我国粮油安全带来基本保障。

技术实现思路

[0004]本专利技术主要解决的技术问题是：如何利用基因工程手段编辑OsFLR3或OsFLR11基因影响获得水稻突变体参与稻油轮作，增加粮食产量。
[0005]Osflr3或Osflr11水稻突变体在促进植物生长的应用，OsFLR3基因分别在所述Osflr3水稻突变体中的低表达或不表达；OsFLR11基因在所述Osflr11水稻突变体中的低表达或不表达。
[0006]优选地，所述OsFLR3基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1；所述OsFLR11基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示；所述OsFLR3基因编码的氨基酸序列分别为SEQ ID NO.3；所述OsFLR11基因编码的氨基酸序列为SEQ ID NO.4所示。
[0007]优选地，利用基因编辑手段来使OsFLR3基因在所述Osflr3水稻突变体中的低表达或不表达；利用基因编辑手段来OsFLR11基因在所述Osflr11水稻突变体中的低表达或不表达。
[0008]优选地，所述基因编辑是利用CRISPR/Cas9基因编辑或干扰技术，对水稻Osflr3或Osflr11基因进行定点编辑。
[0009]优选地，所述CRISPR/Cas9基因编辑技术的具体方法为：以水稻Osflr3或Osflr11基因为靶标，设计基于CRISPR/Cas9的sgRNA序列，将含有编码上述sgRNA的DNA片段连入CRISPR/Cas9载体中转化水稻，实现对水稻OsFLR3或OsFLR11基因的定点编辑，得到OsFLR3或OsFLR11基因低表达或不表达的水稻品种；所述的OsFLR3或OsFLR11定点编辑的区域包括启动子、5
’‑
UTR、编码区及3
’‑
UTR。
[0010]优选地，所述Osflr3基因的sgRNA的核苷酸序列包括SEQ ID NO:6
‑
7所示的一种；，所述Osflr11基因的sgRNA的核苷酸序列包括SEQ ID NO:10
‑
11所示的一种。
[0011]优选地，所述植物为油菜。
[0012]Osflr3或Osflr11水稻突变体在稻油轮作中的应用，OsFLR3基因在所述Osflr3水稻突变体中的低表达或不表达；OsFLR11基因在所述Osflr11水稻突变体中的低表达或不表达。
[0013]优选地，所述Osflr3或Osflr11水稻突变体的获得方法为：利用CRISPR/cas9基因敲除系统构建靶点表达载体，采用农杆菌介导的方法将表达载体转化水稻愈伤组织，对OsFLR3或OsFLR11基因进行定点敲除，获得Osflr3或Osflr11水稻突变体；所述OsFLR3基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1；所述OsFLR11基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示；所述OsFLR3基因编码的氨基酸序列分别为SEQ ID NO.3；所述OsFLR11基因编码的氨基酸序列为SEQ ID NO.4所示。
[0014]本专利技术以水稻Osflr3或Osflr11基因为靶标，设计了CRISPR/Cas9的sgRNA序列，将含有编码上述sgRNA的DNA片段连入CRISPR/Cas9载体中，然后转化水稻，获得了水稻Osflr3或Osflr11基因的编辑材料，并发现其根系土壤对油菜生长具有明显的促进作用。
[0015]本专利技术人前期种植Osflr3或Osflr11突变体，发现生长状况与日本晴相似，没有受到明显影响。用Osflr3或Osflr11突变体根系土壤种植油菜，发现Osflr3或Osflr11突变体根系土壤促进油菜营养期生长。说明水稻类受体激酶Osflr3或Osflr11是影响水稻根系土壤参与稻油轮作的关键因子，获得并应用促进稻油轮作的水稻优异基因资源。
附图说明
[0016]图1为OsFLR3基因敲除植株与对照植株中编辑位点测序分析图。
[0017]图2为OsFLR11基因敲除植株与对照植株中编辑位点测序分析图。
[0018]图3为WT和水稻Osflrs突变体营养期生长情况观察。
[0019]图4为WT和Osflr3或Osflr11突变体根系土壤对油菜生长促进作用。
[0020]图5为Osflr3或Osflr11突变体根系土壤对低营养油菜的恢复作用。
具体实施方式
[0021]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0022]一、室内试验
[0023]水稻生态型为日本晴；农杆菌菌种为EH105；载体pYLCRISPR/Cas9P
ubi
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H；主要试剂包括：Thermo Fisher生物公司的限制性内切酶、诺唯赞公司的DNA聚合酶、Infusion连接酶等；Thermo公司的反转录试剂盒；天根公司的RNA提取试剂盒；天根公司的质粒提取试剂盒以及DNA回收试剂盒；Taraka公司的定量PCR试剂；MS培养基、琼脂粉、琼脂糖、氨苄青霉素、卡那霉素、利福平等抗生素等试剂购自Sigma；实施例中所使用的各种其它化学试剂均为进口或国产分析纯试剂；引物合成和测序由北京擎科生物技术有限公司完成。
[0024]OsFLR3基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1；OsFLR11基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示；OsFLR3基因编码的氨基酸序列分别为SEQ ID NO.3；OsFLR11基因编码的氨基酸序列为SEQ I本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.Osflr3或Osflr11水稻突变体在促进植物生长的应用，其特征在于，OsFLR3基因分别在所述Osflr3水稻突变体中的低表达或不表达；OsFLR11基因在所述Osflr11水稻突变体中的低表达或不表达。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述OsFLR3基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1；所述OsFLR11基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示；所述OsFLR3基因编码的氨基酸序列分别为SEQ ID NO.3；所述OsFLR11基因编码的氨基酸序列为SEQ ID NO.4所示。3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，利用基因编辑手段来使OsFLR3基因在所述Osflr3水稻突变体中的低表达或不表达；利用基因编辑手段来OsFLR11基因在所述Osflr11水稻突变体中的低表达或不表达。4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述基因编辑是利用CRISPR/Cas9基因编辑或干扰技术，对水稻Osflr3或Osflr11基因进行定点编辑。5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述CRISPR/Cas9基因编辑技术的具体方法为：以水稻Osflr3或Osflr...

【专利技术属性】
技术研发人员：权利要求书一页说明书四页序列表一零页附图二页，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：