本发明专利技术涉及植物生长发育分子生物学领域，特别涉及基因OsARF14b及其在控制水稻根系伸长和分蘖中的应用，基因OsARF14b具有SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列，基因OsARF14b在调控水稻根系伸长和分蘖性状中的应用。本发明专利技术通过克隆基因OsARF14b，构建转基因载体，获得过表达和敲除转基因材料，对转基因材料表型性状进行统计，发现不同材料中根系长度和分蘖数发生显著变化，与野生型(中花11，ZH11)相比，敲除转基因材料(cas9)的根系长度显著变短、分蘖数显著增加，过表达材料(OE)的根系长度变长、分蘖数显著减少，说明OsARF14b基因在植物根系伸长和分蘖过程中发挥重要的调控功能。分蘖过程中发挥重要的调控功能。分蘖过程中发挥重要的调控功能。
【技术实现步骤摘要】
控制水稻根系伸长和分蘖的基因及其应用
[0001]本专利技术涉及植物生长发育分子生物学领域，具体而言，涉及基因OsARF14b以及该基因在调控植物根系伸长和分蘖中的应用。
技术介绍
[0002]ARF(Auxin response factor)是一类具有转录活性的生长素响应因子，在模式植物拟南芥中，染色体上共分布了23个AtARF基因，其中5条染色体上分别包含了13、3、1、2、4个ARF基因。在图中我们可以发现，在第一条染色体形成了一个由AtARF12、AtARF13、AtARF14、AtARF15、AtARF20、AtARF21以及AtARF22组成的基因簇，而它们的核酸序列和氨基酸序列也呈现出高度的相似性。Remington等人发现AtARF1和AtARF2、AtARF3和AtARF4、AtARF6和AtARF8、AtARF7和AtARF19、AtARF11和AtARF18、AtARF10和AtARF16之间高度同源，亦有可能存在功能冗余现象。在模式植物水稻中，染色体上共分布了25个OsARF基因。ARFs分布在植物的各个组织和器官中，它的表达发生在植物生长和发育的各个时期阶段，与植物的生长发育过程密切相关，它参与了花器官和维管束组织的形成、木质部和韧皮部的分化、根系的发生、叶片的衰老、果实成熟的发育以及向性运动和顶端优势的调控等诸多生理过程。因此，该家族基因在水稻生长发育过程中发挥十分重要的调控作用。水稻中OsARF家族的基因在调控根系发育和分蘖过程中的功能有待进一步发现。
技术实现思路
[0003]水稻OsARF14b编码399氨基酸，分子量为41.23016KD。通过克隆到OsARF14b基因，连接CRISPR
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Cas9载体构建敲除突变体后发现，水稻根系长度变短，而分蘖数显著增加，而连接过表达载体获得过表达植株后发现，水稻根系显著变长，分蘖数显著减少等性状，说明OsARF14b基因在水稻根系伸长和分蘖过程中发挥重要的调控功能。
[0004]本专利技术的第一方面提供了以下技术方案：
[0005]控制水稻根系伸长和分蘖的基因及其应用，所述基因为OsARF14b、且具有SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列，所述基因OsARF14b至少调控植物根系长度和分蘖的任一种或多种。
[0006]本专利技术通过克隆基因OsARF14b，构建转基因载体，获得过表达和敲除转基因材料，对转基因材料进行表型性状鉴定，得到不同材料中根系长度和分蘖变化。与野生水稻材料相比，敲除转基因材料表现为根系长度变短、分蘖数增加，过表达材料表现为根系长度增加、分蘖数减少，说明OsARF14b基因在水稻根系伸长和分蘖过程中发挥重要的调控功能。
[0007]本专利技术中涉及的基因OsARF14b对植物根系伸长和分蘖具有显著的调控作用，说明基因OsARF14b与植物根系伸长和分蘖密切相关。因此，在实际应用中，可以通过改变OsARF14b基因的表达量来达到改变植物根系长度和分蘖的目的。
[0008]本专利技术中，控制水稻根系伸长和分蘖的基因及其应用可以使基因OsARF14b作为植物根系伸长和分蘖的分子标记，即通过检测植物是否具有基因OsARF14b的表达来相对的说
明植物的根系伸长和分蘖的情况，进而为植物育种提供良好的技术支撑。
[0009]本专利技术中，所述植物包括单子叶植物和双子叶植物；
[0010]所述单子叶植物包括水稻、玉米、小麦；
[0011]所述双子叶植物包括大豆、棉花、烟草。
[0012]其中，本专利技术检测待检测样品是否含有基因OsARF14b可以通过多种方式进行，如可以直接检测是否含有基因OsARF14b本身，也可以检测由基因OsARF14b产生的产物，产物包括直接产物或间接产物或次生产物等，产物可以是基因，也可以是蛋白，也可以是某种化合物等。
[0013]直接检测基因OsARF14b，可以用基因OsARF14b的特异性引物对检测，也可以用针对基因OsARF14b设计的探针或芯片进行检测。进一步地，通过基因OsARF14b的引物对或探针或芯片对待检测样品进行检测。
[0014]本专利技术中涉及的针对基因OsARF14b的引物对或探针或芯片，按常规方法设计即可。
[0015]进一步地，所述引物对的核酸序列如SEQ ID NO.2和SEQ ID NO.3所示。
[0016]但检测基因OsARF14b本身的方式并不限于此，任何在分子生物学上可实现的方式均在本专利技术的保护范围内。
[0017]同样地，检测由基因OsARF14b产生的产物也可以通过多种手段进行，如多种的ELISA检测试剂盒等。
[0018]进一步地，所述待检测样品包括适宜于有性繁殖、无性繁殖或可再生的细胞的组织培养的材料。
[0019]这些待检测样品可以是适宜于有性繁殖的材料，如选自花粉、子房、胚珠、胚囊等；
[0020]适宜于无性繁殖的材料如可以选自根、茎、插枝、原生质体等；
[0021]适宜于可再生的细胞的组织培养的材料如可以选自叶、花粉、分生组织细胞、根、根端、种子、胚、子叶、下胚轴和茎等。
[0022]具体地，所述待检测样本包括以下材料中的任一种：叶、根、茎、胚根、胚芽、种子。
[0023]其中，植物包括单子叶植物和双子叶植物；如单子叶植物包括水稻、玉米、小麦；双子叶植物包括大豆、棉花、烟草。
[0024]本专利技术的第三方面还提供了基因OsARF14b在植物种群遗传多样性研究中的应用。
[0025]其中，植物包括单子叶植物和双子叶植物；如单子叶植物包括水稻、玉米、小麦；双子叶植物包括大豆、棉花、烟草。
[0026]与现有技术相比，本专利技术的有益效果至少包括如下方面：
[0027](1)本专利技术通过构建OsARF14b基因的敲除材料和过表达材料，研究发现，在敲除转基因材料表现为根系长度变短、分蘖增加，过表达OsARF14b基因对根系长度增加、分蘖减少。
[0028](3)本专利技术提供的OsARF14b基因可应用于植物根系伸长和分蘖性能方面，涉及的植物包括水稻、玉米、小麦、大豆、棉花、烟草等。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现
有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0030]图1为本专利技术实施例1中OsARF14b基因过表达材料分子检测结果图；
[0031]图2为本专利技术实施例2中OsARF14b基因敲除材料分子检测示意图；
[0032]图3为本专利技术实施例中OsARF14b转基因材料以及野生型材料的根系表型图；
[0033]图4为本专利技术实施例中OsARF14b转基因材料以及野生型材料的分蘖表型图；
具体实施方式
[0034]下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。实施例中未注明具体本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.控制水稻根系伸长和分蘖的基因，其特征在于：所述基因为OsARF14b、且具有SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列。2.权利要求1所述的基因在控制水稻根系伸长和分蘖中的应用。3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述基因OsARF14b至少调控植物根系长度和分蘖的任一种或多种。4.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述基因OsARF14b的敲除材料抑制水稻植物根系伸长和/或促进分蘖，所述基因OsARF14b的过表达材料促进植物根系伸长和/或抑制分蘖。5.根据权利要求2
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4任一项所述的应用，其特征在于，所述植物包括单子叶植物和双子叶植物；所述单子叶植物包括水稻、玉米、小麦；所述双子叶植物包括大豆、棉花、烟草。6.一种植物根...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙虎威，朱秀丽，储成才，胡斌，郭小丽，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：
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