一种控制稻类籽粒长度和产量的基因HHC4及其应用制造技术

本发明专利技术提供了一种调控水稻籽粒长度和产量的基因HHC4，其核苷酸序列如SEQ NO.1所示。本发明专利技术还提供了水稻HHC4基因编码的蛋白质，其氨基酸序列如SEQ NO.2所示。本发明专利技术提供的HHC4蛋白具有正调控水稻粒长和产量的作用，能直接应用于生产实践，为水稻籽粒大小相关的基础研究以及高产育种实践利用提供新的、有用的基因资源。资源。

【技术实现步骤摘要】
一种控制稻类籽粒长度和产量的基因HHC4及其应用


[0001]本专利技术属于基因工程
，具体涉及一种调控水稻籽粒长度和产量的基因HHC4及其编码蛋白和应用。

技术介绍

[0002]水稻 (Oryza sativa L.) 是中国的主粮作物，其产量的维持和提高在确保国家粮食安全方面，具有十分重要的战略意义。有效分蘖数、每穗粒数和粒重是水稻产量的构成性状。其中，水稻粒重由籽粒大小和灌浆决定，而籽粒大小又可以分解为籽粒长度（粒长）、宽度（粒宽）和厚度（粒厚）性状。近二十年来，运用遗传定位及现代分子生物学技术，分离水稻籽粒大小基因和探索其相关的分子调控机制，已成为植物科学研究的前沿和热点。同时，这些研究进展对育种实践中促进水稻籽粒产量和外观品质改良，具有重要的理论指导意义。
[0003]目前已经克隆了一些控制水稻籽粒大小和产量的基因，包括GW2、GW6a、GW6、GS2/GL2/GRF4、TGW3、GS5、GL3/GL3.1、TGW6、LGY3、GW8/SPL16、GW5/SW5、GLW7/SPL13等。然而，由于作物籽粒大小及产量调控的复杂性，以及目前的研究方法局限性，我们对这些性状的分子调控机制和基因网络的理解仍然很有限。因此，发掘并鉴定新的水稻籽粒大小基因资源，深入研究其分子调控机制，对于水稻高产分子育种具有十分重要的理论指导意义。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种调控水稻籽粒长度和产量的基因HHC4及其编码蛋白，该基因同时调控水稻籽粒长度和单株产量，为水稻高产分子育种实践提供新的基因资源。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供的技术方案如下：一种调控水稻籽粒大小和产量基因HHC4，其特征在于，所述核苷酸序列如序列表中SEQ NO.1所示。
[0006]编码上述基因HHC4的蛋白，其特征在于，所述氨基酸序列如序列表中SEQ NO.2所示。
[0007]含有权利要求1或权利要求2所述基因的生物材料，所述生物材料为核酸分子、重组表达载体、(宿主细胞)工程菌、转化植物细胞。
[0008]权利要求1或权利要求2所述的水稻籽粒长度和产量调控基因HHC4在调控水稻粒长和产量中的应用。
[0009]权利要求3所述生物材料在调控水稻粒长和产量中的应用。
[0010]根据权利要求4所述的应用，其特征在于：所述应用为创制粒长和产量均高于野生型的转基因水稻。
[0011]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术提供的HHC4蛋白具有正调控水稻粒长和产量的作用，能直接应用与生产实
践，为水稻粒型和产量相关的基础研究以及高产分子育种实践提供全新的基因资源。
附图说明
[0012]图1为HHC4基因过表达载体pCAMBIA2300
‑
HHC4结构示意图。
[0013]图2为水稻籽粒长度和产量基因HHC4表达水平提高的过表达转基因HHC4（HHC4
‑
ox）的水稻中HHC4转录水平；其中CK代表遗传转化受体亲本中花11（ZH11），HHC4
‑
ox#2代表转入重组载体pCAMBIA2300
‑
HHC4的过表达阳性植株；HHC4
‑
ox#4代表转入重组载体pCAMBIA2300
‑
HHC4的过表达阳性植株；HHC4
‑
ox#2、HHC4
‑
ox#4为不同的遗传转化事件。
[0014]图3为HHC4基因过表达转基因水稻植株外观形态图。
[0015]图4为HHC4基因过表达转基因水稻籽粒大小形态图。
[0016]图5为HHC4基因过表达转基因水稻籽粒大小统计结果。
[0017]图6为HHC4基因过表达转基因水稻籽粒颖壳外表皮细胞形态图。
[0018]图7为HHC4基因过表达转基因水稻籽粒颖壳外表皮细胞大小统计结果。
[0019]图8为HHC4基因过表达转基因水稻产量统计结果。
具体实施方式
[0020]以下的实施例便于更好地理解本专利技术，但并不限定本专利技术。
[0021]下述实施例中所使用的实验方法如没有特殊说明，均为常规方法。
[0022]下述实施例中所使用的实验材料如无特别说明均为市售。
[0023]实施例1：水稻粒型和产量调控基因HHC4过表达载体的构建。
[0024]（1）水稻粒型和产量调控基因HHC4的获得以野生型水稻日本晴(Oryza sativa ssp. japonica cv. Nipponbare)的cDNA为模板，参照TOYOBO公司的KOD FX Neo DNA polymerase操作说明书，用如下引物primer1和primer2进行PCR扩增获得目的基因：primer1：5'
‑
ATGGTGTGCATACGGCAGG
‑
3'primer2：5'
‑
TCATGAATCGGTCTTCTCTGG
‑
3'将PCR扩增产物回收、纯化后连接入Blunt3(购买自北京全式金公司)测序载体，转化Trans
‑
T1感受态细胞，挑选阳性克隆，提取相应质粒后，进行DNA测序；测序结果表明，扩增得到的PCR产物为如SEQ ID No.1所示的核苷酸序列，长度为597 bp，命名为HHC4基因。HHC4基因编码的蛋白质的氨基酸序列如SEQ ID No.2所示。
[0025]（2）水稻粒型和产量调控基因HHC4过表达载体(重组双元表达载体pCAMBIA2300
‑
HHC4) 的构建:以Blunt3
‑
HHC4质粒为模板，参照TOYOBO公司的KOD FX Neo DNA polymerase操作说明书，用如下引物primer3和primer4进行PCR扩增，并将PCR扩增片段按照庄盟公司SE Seamless Cloning and Assembly Kit说明书无缝克隆进入植物过表达载体pCAMBIA2300，形成一个35S启动子驱动的HHC4基因过表达构建；primer3：5'
‑
GGGTACCCGGGGATCCATGGTGTGC
‑
3'primer4：5'TCACCATGGTACTAGTTGAATCGGT 3'对所得到的重组质粒载体pCAMBIA2300
‑
HHC4进行测序，结果表明该重组载体
pCAMBIA2300
‑
HHC4是在表达载体pCAMBIA2300的BamHI酶切位点正向插入了如SEQ ID No.1所示的核苷酸序列，即成功将pCAMBIA2300的限制性内切酶BamHI和SpeI识别位点(识别序列)间的DNA序列替换为如SEQ ID No.1所示的DNA序列（图1）。
[0026]实施例2：HHC4过表达载体转化水稻受体品种ZH11。
[0027](1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种调控稻类籽粒长度和产量的基因HHC4，其特征在于，所述核苷酸序列如序列表中SEQ NO.1所示。2.权利要求1所述的稻类籽粒长度和产量调控基因HHC4编码蛋白的氨基酸序列如SEQ NO.2所示。3.含有权利要求1或权利要求2所述基因的生物材料，所述生物材料为核酸分子、重组表达载体、(宿主细胞)工程菌、转化植物细胞。4.权利要求1或权利要求2...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋献军，沈少炎，马铭，高琼，王伟青，
申请(专利权)人：中国科学院植物研究所，
类型：发明
国别省市：