OsGRP1蛋白及其编码基因在调控植物生长发育中的应用制造技术

本发明专利技术公开了OsGRP1蛋白及其编码基因在调控植物生长发育中的应用。本发明专利技术提供了OsGRP1蛋白或OsGRP1基因在调控植物的株高和/或育性中的应用。所述调控的含义为：OsGRP1蛋白含量降低，植物的株高降低和/或育性降低；OsGRP1基因表达量降低，植物的株高降低和/或育性降低。本发明专利技术还提供了一种培育株高降低和/或育性降低的植物的方法，包括如下步骤：抑制受体植物中的OsGRP1基因表达，得到相对于所述受体植物株高降低和/或育性降低的植物。本发明专利技术可用于培育抗倒伏的雄性不育水稻。发明专利技术可用于培育抗倒伏的雄性不育水稻。

【技术实现步骤摘要】
OsGRP1蛋白及其编码基因在调控植物生长发育中的应用


[0001]本专利技术属于植物分子生物学
，涉及OsGRP1蛋白及其编码基因在调控植物生长发育中的应用。

技术介绍

[0002]从上世纪70年代以来，杂种优势利用为我国水稻生产做出了重大的贡献。面临我国经济发展对农业生产所提出“高产、优质、高效、安全、生态”的新的重大需求，能否进一步发掘杂种优势的应用潜力以应对，就成为摆在当代科学家面前的一个严峻挑战。
[0003]杂种优势的形成基于两个不同亲本的组合。要在现有应用的基础上进一步发掘其潜力，除了需要加强杂种优势形成机制的研究之外，还急需建立有效的方法来创造雄性不育性状，以便有效扩大杂交组合的筛选和优秀组合在生产上的应用。
[0004]目前，在育种工作和生产上广泛应用的雄性不育性状多来自于自然突变及其性状转育株系。雄性不育性状的来源十分有限，是扩大杂交组合筛选特别是应用的严重制约因子。按照目前国际通行的规则，所有具有应用潜力的创新都受到知识产权保护。因此，寻找新的、具有自主知识产权的创制人工控制作物种子大小及产量的思路和方法，已经成为希望把握发掘杂种优势应用潜力主动权的国家和地区所面临的无法回避、亟待解决的关键问题之一。
[0005]长期以来，人们一直利用常规育种的方法选育杂交作物，这些方法周期长、见效慢，不能满足生产发展的迫切需要。基因工程方法相比传统方法具有一些特点：选育周期缩短，育性相对稳定，受环境影响小，对基因型依赖少，环境污染少。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供OsGRP1蛋白及其编码基因在调控植物生长发育中的应用。
[0007]本专利技术提供了OsGRP1蛋白或OsGRP1基因在调控植物的株高和/或育性中的应用。
[0008]所述调控的含义为：OsGRP1蛋白含量降低，植物的株高降低和/或育性降低。
[0009]所述调控的含义为：OsGRP1基因表达量降低，植物的株高降低和/或育性降低。
[0010]本专利技术还提供了OsGRP1蛋白或OsGRP1基因作为抑制靶标在植物育种中的应用；所述植物育种的目标为培育株高降低和/或育性降低的植物。
[0011]本专利技术还提供了抑制OsGRP1蛋白的物质或抑制OsGRP1基因的物质在植物育种中的应用；所述植物育种的目标为培育株高降低和/或育性降低的植物。抑制OsGRP1基因具体可为抑制OsGRP1基因表达。抑制OsGRP1基因表达的物质具体可为：以OsGRP1基因为靶标的基因编辑载体。所述基因编辑载体表达Cas9蛋白和sgRNA。所述sgRNA的靶标位于OsGRP1基因中。具体的，所述sgRNA的靶标为：ATCGCTGTGGACCGTGAGAC。所述sgRNA的靶标位于序列表的序列3的第820
‑
839位。
[0012]本专利技术还提供了一种培育株高降低和/或育性降低的植物的方法，包括如下步骤：将植物基因组DNA中的OsGRP1基因的中的区段“GCAGATCGCTGTGGACCGTGAGACGGGGAGGTCCCG
CGGGTTCGGGTTCGTGAGCTTC”突变为“GCAGATCGCTGTGGACCGTGAAGACGGGGAGGTCCCGCGGGTTCGGGTTCGTGAGCTTC”。
[0013]所述突变为纯合型突变，即一对同源染色体上发生了相同突变。
[0014]本专利技术还提供了一种培育株高降低和/或育性降低的植物的方法，包括如下步骤：对受体植物中的OsGRP1基因进行基因编辑，得到基因编辑植株，从基因编辑植株中筛选相对于所述受体植物株高降低和/或育性降低的植株。所述基因编辑通过导入基因编辑载体实现。所述基因编辑载体表达Cas9蛋白和sgRNA。所述sgRNA的靶标位于OsGRP1基因中。具体的，所述sgRNA的靶标为：ATCGCTGTGGACCGTGAGAC。所述sgRNA的靶标位于序列表的序列3的第820
‑
839位。
[0015]本专利技术还提供了一种培育株高降低和/或育性降低的植物的方法，包括如下步骤：敲除受体植物基因组中的OsGRP1基因，得到相对于所述受体植物株高降低和/或育性降低的植物。所述敲除可为全部敲除读码框，也可为部分敲除读码框中的区段。
[0016]本专利技术还提供了一种培育株高降低和/或育性降低的植物的方法，包括如下步骤：抑制受体植物中的OsGRP1基因表达，得到相对于所述受体植物株高降低和/或育性降低的植物。抑制受体植物中的OsGRP1基因表达具体通过导入基因编辑载体实现。所述基因编辑载体表达Cas9蛋白和sgRNA。所述sgRNA的靶标位于OsGRP1基因中。具体的，所述sgRNA的靶标为：ATCGCTGTGGACCGTGAGAC。所述sgRNA的靶标位于序列表的序列3的第820
‑
839位。
[0017]本专利技术还提供了一种培育株高降低和/或育性降低的植物的方法，包括如下步骤：通过降低植物中OsGRP1蛋白的含量，使植物的株高降低和/或育性降低。
[0018]本专利技术还提供了一种培育株高降低和/或育性降低的植物的方法，包括如下步骤：通过降低植物中OsGRP1蛋白的活性，使植物的株高降低和/或育性降低。
[0019]以上任一所述OsGRP1蛋白为如下(a1)或(a2)或(a3)或(a4)：
[0020](a1)SEQ ID NO：1所示的蛋白质；
[0021](a2)在(a1)所述蛋白质的N端或/和C端连接标签得到的融合蛋白；
[0022](a3)将(a1)经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的与植物的株高和/或育性相关的蛋白质；
[0023](a4)来源于水稻且与(a1)具有98％以上同一性且与植物的株高和/或育性相关的蛋白质。
[0024]所述标签具体可如表1所示。
[0025]表1标签的序列
[0026]标签残基序列Poly
‑
Arg5
‑
6(通常为5个)RRRRRPoly
‑
His2
‑
10(通常为6个)HHHHHHFLAG8DYKDDDDKStrep
‑
tag II8WSHPQFEKc
‑
myc10EQKLISEEDL
[0027]以上任一所述OsGRP1基因为编码所述OsGRP1蛋白的基因。
[0028]具体的，所述OsGRP1基因为如下(b1)或(b2)或(b3)或(b4)：
[0029](b1)编码区如SEQ ID NO：2所示的DNA分子；
X,Zhu JK,Lu Y.High
‑
throughput genome editing in rice with a virus
‑
based surrogate system.J Integr Plant Biol.2022Oct 11.doi:10.1111/ji本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.OsGRP1蛋白或OsGRP1基因在调控植物的株高和/或育性中的应用；所述OsGRP1蛋白为如下(a1)或(a2)或(a3)或(a4)：(a1)SEQ ID NO：1所示的蛋白质；(a2)在(a1)所述蛋白质的N端或/和C端连接标签得到的融合蛋白；(a3)将(a1)经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的与植物株高和/或育性相关的蛋白质；(a4)来源于水稻且与(a1)具有98％以上同一性且与植物株高和/或育性相关的蛋白质；所述OsGRP1基因为编码所述OsGRP1蛋白的基因。2.如权利要求1所述的应用，其特征在于：所述OsGRP1基因为如下(b1)或(b2)或(b3)或(b4)：(b1)编码区如SEQ ID NO：2所示的DNA分子；(b2)SEQ ID NO：3所示的DNA分子；(b3)来源于水稻且与(b1)或(b2)具有95％以上同一性且编码所述蛋白质的DNA分子；(b4)在严格条件下与(b1)或(b2)限定的核苷酸序列杂交且编码所述蛋白质的DNA分子。3.OsGRP1蛋白或OsGRP1基因作为抑制靶标在植物育种中的应用；所述植物育种的目标为培育株高降低和/或育性降低的植物；所述OsGRP1蛋白为权利要求1中所述的OsGRP1蛋白；所述OsGRP1基因为权利要求1或2中所述的OsGRP1基因。4.抑制OsGRP1蛋白的物质或抑制OsGRP1基因的物质在植物育种中的应用；所述植物育种的目标为培育株高降低和/或育性降低的植物；所述OsGRP1蛋白为权利要求1中所述的OsGRP1蛋白；所述OsGRP1基因为权利要求1或2中所述的OsGRP1基因。5.一种培育株高降低和/或育性降低的植物的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王东辉，白书农，许智宏，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：