OsLAC4基因在提高水稻产量中的应用制造技术

本发明专利技术公开了OsLAC4基因在提高水稻产量中的应用。本发明专利技术研究显示，敲除水稻的OsLAC4基因，能明显增大水稻的籽粒和穗型，千粒重也明显增加。表明OsLAC4基因是水稻产量的负调控基因，且其对于水稻产量的提升效果显著优于OsLAC20基因，可通过敲除OsLAC4基因来培育高产水稻，为培育高产水稻提供了一种高效的方法。法。法。

【技术实现步骤摘要】
OsLAC4基因在提高水稻产量中的应用


[0001]本专利技术涉及植物基因工程
，更具体地，涉及OsLAC4基因及其编码蛋白在提高水稻产量中的应用。

技术介绍

[0002]随着全球人口的迅速增长和地球可耕地面积的减少，粮食安全问题变得越来越重要。因此培育高产高抗的品种已成为作物遗传学家们关注的重要问题和研究方向。
[0003]水稻属于单子叶禾本科植物，是主要粮食作物之一。水稻的产量主要由分蘖数，每穗粒数和千粒重以及环境等因素的影响。因此，寻找结实率正常，产量增加的基因对生产有重要的指导意义。目前已经有很多与产量相关的基因被鉴定出来。例如：IPA1是miR156下游的转录因子，正调控水稻分蘖，有效粒数，以及粒型方面，是一个水稻理想株型。DEP1是控制穗型和穗粒数的一个关键基因，植株直立，穗粒数增加，进而显著提高水稻产量。GS3是一个控制水稻粒长和粒重的主效QTL，而对水稻粒宽和粒厚影响较小。
[0004]公告号为CN111534537B的中国专利公开了OsLAC20基因在增加水稻结实率、提高水稻产量中的应用，公告号为CNCN106480084B的中国专利公开了OsLAC13和miR397a/b在培育高结实率或高产水稻中的应用，但增产效果仍然有待提高。而目前，关于OsLAC4基因在提高水稻产量中的应用还未见报道。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的上述缺陷和不足，提供SEQ ID NO：1所示OsLAC4基因或SEQ ID NO：2所示OsLAC4蛋白在显著提高水稻产量中的应用。
[0006]本专利技术的上述目的是通过以下技术方案给予实现的：
[0007]OsLAC4基因的序列如下：水稻基因组数据库(http://rice.plantbiology.msu.edu/index.shtml)，OsLAC4的基因编号是：LOC_Os01g62480，其核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示，其编码的氨基酸序列如SEQ ID NO：2所示。
[0008]本专利技术通过构建水稻OsLAC4基因的敲除载体并转化水稻植株，获得敲除OsLAC4基因的水稻突变株，结果显示，水稻突变株的穗型和籽粒均显著性增大，千粒重也明显增加，表明OsLAC4基因是水稻产量的负调控基因，且其对于水稻水稻产量的提升效果显著优于OsLAC20基因，可通过敲除OsLAC4基因用于培育高产水稻。
[0009]因此，本专利技术提供OsLAC4基因及其编码蛋白的以下用途：
[0010]SEQ ID NO：1所示OsLAC4基因或SEQ ID NO：2所示OsLAC4蛋白在调控水稻产量中的应用。
[0011]具体地，为调控水稻中OsLAC4基因或OsLAC4蛋白的表达水平，进而调控水稻产量。
[0012]SEQ ID NO：1所示OsLAC4基因或SEQ ID NO：2所示OsLAC4蛋白在提高水稻产量中的应用。
[0013]SEQ ID NO：1所示OsLAC4基因或SEQ ID NO：2所示OsLAC4蛋白在创制高产量水稻
品种中的应用。
[0014]具体地，为抑制OsLAC4基因或OsLAC4蛋白的表达，从而提高水稻产量。
[0015]优选地，为构建稳定遗传的OsLAC4基因敲除突变体水稻。
[0016]具体地，所述构建稳定遗传的OsLAC4基因敲除突变体水稻，包括如下步骤：
[0017]S1.构建OsLAC4基因敲除质粒；
[0018]S2.将步骤S1所述质粒转化水稻愈伤组织；
[0019]S3.转基因水稻阳性愈伤组织的筛选与分化，获得稳定遗传的OsLAC4基因敲除突变体植株。
[0020]优选地，所述OsLAC4基因的敲除载体为pYLCRISPRCas9
‑
OsLAC4。
[0021]进一步优选地，所述OsLAC4基因的敲除载体靶点的sgRNA表达盒构建序列为：
[0022]P1：5'
‑
gccgCCTAGTGATGCCCTGAGCT
‑
3'；
[0023]5'
‑
aaacAGCTCAGGGCATCACTAGG
‑
3'；
[0024]P2：5'
‑
gttgGCACAACATCTCGTTGCAC
‑
3'；
[0025]5'
‑
aaacGTGCAACGAGATGTTGTGC
‑
3'。
[0026]本专利技术还提供OsLAC4基因的敲除载体或质粒在提高水稻产量或在创制高产量水稻品种中的应用。
[0027]具体地，所述高产是指穗型更大，每穗粒数或有效粒数更多，籽粒更大、千粒重更重。
[0028]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0029]本专利技术公开了OsLAC4基因在提高水稻产量中的应用。本专利技术研究显示，敲除OsLAC4基因的水稻植株一级分支增多，穗型增大，敲除籽粒的长宽厚明显增大，千粒重也明显增加，表明OsLAC4基因是水稻产量的负调控基因，且其对于水稻水稻产量的提升效果显著优于OsLAC20基因。因此，对OsLAC4的负调控可用于培育高产水稻，为培育高产水稻提供了一种简单高效的方法。
附图说明
[0030]图1为CRISPR
‑
Cas9技术敲除OsLAC4突变株的基因型检测。
[0031]图2为野生型与突变株全株的比较，其中，左边为野生型，右边为CRISPR
‑
Cas9技术敲除OsLAC4的突变株。
[0032]图3中A为野生型与突变株的穗型比较，其中，左边为野生型，右边为CRISPR
‑
Cas9技术敲除OsLAC4的突变株。B为野生型与突变株的穗型的一级分支统计图。
[0033]图4中A为野生型与CRISPR
‑
Cas9技术敲除OsLAC4突变株的种子粒长粒宽粒厚比较。其中，上排为野生型，下排为CRISPR
‑
Cas9技术敲除OsLAC4的突变株。A为野生型与CRISPR
‑
Cas9技术敲除OsLAC4突变株的粒型统计图。
[0034]图5为野生型与CRISPR
‑
Cas9技术敲除OsLAC4突变株的千粒重的统计比较。
具体实施方式
[0035]以下结合说明书附图和具体实施例来进一步说明本专利技术，但实施例并不对本专利技术做任何形式的限定。除非特别说明，本专利技术采用的试剂、方法和设备为本
常规试
剂、方法和设备。
[0036]除非特别说明，以下实施例所用试剂和材料均为市购。
[0037]实施例1 pYLCRISPR/Cas9
‑
OsLAC4敲除质粒的构建
[0038]1、OsLAC4敲除质粒的靶点设计
[0039]用在线软件CRISPR...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.SEQ ID NO：1所示OsLAC4基因在调控水稻产量中的应用。2.SEQ ID NO：2所示OsLAC4蛋白在调控水稻产量中的应用。3.SEQ ID NO：1所示OsLAC4基因或SEQ ID NO：2所示OsLAC4蛋白在提高水稻产量中的应用。4.SEQ ID NO：1所示OsLAC4基因或SEQ ID NO：2所示OsLAC4蛋白在创制高产量水稻品种中的应用。5.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，为调控水稻中OsLAC4基因或OsLAC4蛋白的表达水平，进而调控水稻产量。6.根据权利要求3或4所述的应用，其特征在于，为抑制OsLAC4基因或OsLAC4蛋白的表达，从而提高水稻产量。7.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈月琴，张玉婵，何瑞瑞，杨露，赵文龙，袁超，程宇，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：