一种水稻转录因子OsMYB73及其应用制造技术

本发明专利技术属于基因工程技术领域，本发明专利技术涉及一种水稻转录因子OsMYB73及其应用。该基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，正常野生型粳稻品种中花11(ZH11)成熟种子稻米胚乳表现为透明状，利用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除水稻胚乳特异性表达转录因子OsMYB73，两个不同突变类型纯合突变体cr

【技术实现步骤摘要】
一种水稻转录因子OsMYB73及其应用


[0001]本专利技术涉及生物技术和植物基因工程
，具体涉及一种控制水稻粒形及粒重、胚乳淀粉生物合成和脂肪代谢的转录因子OsMYB73及其应用。

技术介绍

[0002]高产和优质是水稻育种的永恒目标，产量决定着人们的温饱问题，而品质影响人民的生活水平。粒形是影响水稻产量和外观品质的重要性状，阐明其遗传调控机理有助于提高水稻单产和改良品质。淀粉是水稻胚乳的主要成分，其结构和含量直接影响稻米的产量和品质。垩白影响稻米外观品质、加工品质、精米产量和市场价值。挖掘更多水稻淀粉合成相关基因、阐明垩白形成的分子机制对胚乳发育及品质遗传改良具有重要的科学价值和生产指导意义。降低水稻垩白也是优质遗传改良的全球共同育种目标，以提升稻米在国际贸易中的竞争力。稻米中的脂类不仅是大米重要的营养成分，也是米饭的重要蒸煮食味品质和储藏品质性状，挖掘更多调控水稻脂肪代谢相关基因及解析其分子机制是非常重要的。
[0003]植物MYB转录因子家族在种子萌发、细胞形态建成、调节生长发育、生物与非生物胁迫响应以及次生代谢物合成等生物学过程中发挥着重要调控作用，然而水稻MYB转录因子参与产量及品质性状形成鲜有报道。拓展水稻MYB转录因子家族生物学功能，同时为水稻产量及品质的遗传改良提供新的重要基因储备和种质资源，为培育更加优良水稻品种奠定基础科学理论。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于设计提供一种控制水稻粒形及粒重、胚乳淀粉生物合成和脂肪代谢的转录因子OsMYB73及其应用的技术方案。
[0005]本专利技术具体通过以下技术方案实现：
[0006]本专利技术第一方面提供了一种控制水稻粒形及粒重、胚乳淀粉生物合成和脂肪代谢的转录因子OsMYB73，该基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，其CDS序列如SEQ ID NO.2所示。
[0007]本专利技术第二方面提供了上述转录因子OsMYB73的编码蛋白，该蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.3所示。
[0008]本专利技术第三方面提供了基于上述转录因子OsMYB73的突变体cr
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myb73
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35基因，该基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.4所示，其CDS序列如SEQ ID NO.5所示。
[0009]本专利技术第四方面提供了上述突变体cr
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myb73
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35基因的编码蛋白，该蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.6所示。
[0010]本专利技术第五方面提供了基于上述转录因子OsMYB73的突变体cr
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myb73
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46基因，该基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.7所示，其CDS序列如SEQ ID NO.8所示。
[0011]本专利技术第六方面提供了上述突变体cr
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myb73
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46基因的编码蛋白，该蛋白的氨基
酸序列如SEQ ID NO.9所示。
[0012]本专利技术第七方面提供了上述转录因子OsMYB73、上述突变体cr
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myb73
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35基因、上述突变体cr
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myb73
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46基因在控制水稻粒形及粒重、胚乳淀粉生物合成和脂肪代谢中的应用。
[0013]本专利技术第八方面提供了上述突变体cr
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myb73
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35基因、上述突变体cr
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myb73
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46基因在增加水稻种子粒长和千粒重、提高直链淀粉含量和降低脂肪含量中的应用。
[0014]本专利技术通过反向遗传学方法克隆了一个控制水稻粒形及粒重、胚乳淀粉生物合成和脂肪代谢的转录因子OsMYB73，为水稻产量及品质遗传改良提供新的重要基因储备、种质资源和理论基础，同时拓展水稻MYB结构域转录因子家族生物学功能。
附图说明
[0015]图1为本专利技术的水稻转录因子OsMYB73进化树构建及编码蛋白结构域预测；
[0016]图2为水稻转录因子OsMYB73组织表达模式、GUS染色及亚细胞定位；
[0017]图3为野生型和突变体表型鉴定以及主要农艺性状考察；
[0018]图4为野生型和突变体胚乳造粉体发育及复合淀粉颗粒结构观察；
[0019]图5
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7为野生型与突变体主要稻米品质理化指标测定；
[0020]图8
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9为野生型与突变体转录组学比较及相关基因表达水平分析；
[0021]图10为本专利技术用到的基因敲除载体VK005
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01的载体图；
[0022]图11为本专利技术用到的GUS染色载体pCAMBIA
‑
1305.1的载体图；
[0023]图12为本专利技术用到的亚细胞定位载体PAN580的载体图。
具体实施方式
[0024]为了理解本专利技术，下面以实施例进一步说明本专利技术，但不限制本专利技术。
[0025]实施例1：水稻转录因子OsMYB73的生物信息学及表达模式分析
[0026]实验材料：
[0027](1)野生型ZH11不同部位的新鲜组织：根、茎、叶、鞘、穗、开花后3天、5天、6天、9天、12天、15天、18天的种子。
[0028](2)GUS载体的T0代转基因阳性单株，受体均为野生型粳稻品种中花11(ZH11)。水稻材料均种植在中国水稻研究所试验基地，采用大田常规管理。
[0029](3)亚细胞定位所用材料为籼稻品种9311，提取水稻原生质体进行瞬时转化表达。
[0030](4)本研究的水稻垩白突变体均是通过基因编辑技术敲除粳稻品种中花11(ZH11)而得到，中花11是由中国农业科学院作物科学研究所选育而成的粳型常规水稻，谷粒成椭圆形，米质优，垩白少，透明度好，全生育期160天左右，属粳型中熟品种。因为其结实率高、生育期适中、易于转化等原因，科研人员广泛利用它作为转基因的受体及野生型对照品种。将所有实验材料在2016年
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2020年每年的5月份种植于中国水稻研究所转基因试验田，采用常规的大田管理。
[0031]1)OsMYB73进化树的构建及蛋白结构域预测
[0032]在国家水稻数据中心下载OsMYB73基因对应的蛋白序列，将其放入NCBI网站的BLASTP进行同源性搜索，将不同种属蛋白序列下载并且存为Fasta格式，通过Clustal
(http://www.clustal.org)程序进行氨基酸的多重比对，然后使用MEGA(5.0版本)软件通过bootstrap方法构建系统发育进化树(图1A)。
[0033]利用SMART网站(http://smart.embl
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heidelberg.de/)，输入OsMYB73对应的蛋白质序列进行结构域的预测分析(图1B)。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种控制水稻粒形及粒重、胚乳淀粉生物合成和脂肪代谢的转录因子OsMYB73，其特征在于该基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，其CDS序列如SEQ ID NO.2所示。2.如权利要求1所述转录因子OsMYB73的编码蛋白，其特征在于该蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.3所示。3.基于权利要求1所述转录因子OsMYB73的突变体cr
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myb73
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35基因，其特征在于该基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.4所示，其CDS序列如SEQ ID NO.5所示。4.如权利要求3所述突变体cr
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myb73
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35基因的编码蛋白，其特征在于该蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.6所示。5.基于权利要求1所述转录因子OsMYB73的突变体cr
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myb73
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46基因，其特征在于该基因的核苷酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐绍清，胡培松，刘松，邵高能，魏祥进，焦桂爱，谢黎虹，圣忠华，胡时开，吴佳民，祝毛迪，操瑞节，陈雨娟，
申请(专利权)人：中国水稻研究所，
类型：发明
国别省市：