水稻基因OsALDO用于调控水稻粒型的用途及其突变体的制作方法

本发明属于农作物育种，涉及水稻基因osaldo用于调控水稻粒型的用途及其突变体。

背景技术：

1、水稻(oryza sativa l.)是世界上最重要的三大粮食作物之一，也是全球超过38亿人口的日常主粮。随着全球人口突破80亿，如何增加水稻产量已成为水稻育种中亟待解决的问题。

2、水稻产量主要由三个因素决定：粒数/穗、穗数/株和粒重，而水稻粒型是影响水稻产量的一个重要农艺性状。水稻粒型主要包括谷粒的粒长、粒宽和粒厚。一般情况下，水稻粒型的改变会影响水稻的粒重，进而会影响水稻的最终产量。

3、水稻粒型是决定水稻粒重的前提，是水稻产量构成的重要基础，适当的增大水稻粒型有利于水稻高产。因此，发现和利用调控水稻粒型的功能基因，对水稻分子辅助育种、培育高产品种和丰富水稻调控网络等方面具有极其重要的作用。

4、在数千年的栽培水稻驯化过程中，在不同的水稻遗传背景下，形成了许多不同的粒型，为发掘水稻调控粒型提供了大量的种质资源。研究发现，已经有数个调控水稻粒型的基因应用到水稻育种中，以培育高产、理想粒型的水稻品种。

5、然而，目前有关水稻粒型方面的研究还不能让这些基因构成一个水稻粒型的调控网络。因此，挖掘和研究更多的水稻粒型调控基因，有助于进一步了解水稻如何调控粒型，进而改善水稻外观和产量。

技术实现思路

1、本发明的首要目的是提供水稻基因osaldo用于调控水稻粒型的用途，以能够更好地用于水稻粒型的调控。

2、为实现此目的，在基础的实施方案中，本发明提供水稻基因osaldo(os11g0171300)用于调控水稻粒型的用途，其中所述的水稻基因osaldo的编码序列如seqid no.3所示，其编码的蛋白质的氨基酸序列如seq id no.4所示。

3、本发明的第二个目的是提供一种改造的水稻基因osaldo，以能够显著增加水稻的粒长、粒宽及其产量。

4、为实现此目的，在基础的实施方案中，本发明提供一种改造的水稻基因osaldo，所述的改造的水稻基因osaldo的编码序列如seq id no.1或seq id no.2所示。

5、本发明的第三个目的是提供一种含有如上所述的改造的水稻基因osaldo的水稻改造植株的构建方法，以能够构建得到含有如上所述的改造的水稻基因osaldo的水稻改造植株，该水稻改造植株能够显著增加水稻的粒长、粒宽及其产量。

6、为实现此目的，在基础的实施方案中，本发明提供一种含有如上所述的改造的水稻基因osaldo的水稻改造植株的构建方法，所述的构建方法基于crispr/cas9基因编辑的原理，将携带有表达cas9蛋白的基因和携带有sgrna的表达载体转入水稻原始植株，经过筛选和培养后获得含有如上所述的改造的水稻基因osaldo的水稻改造植株。

7、本发明通过使用crispr/cas9基因编辑载体，使水稻基因osaldo发生移码突变，从而使编码的seq id no.4的蛋白质序列提前停止翻译，导致seq id no.4的蛋白功能缺失。

8、优选地，上述表达载体的构建可包括：筛选和设计osaldo基因编辑靶点序列、扩增水稻osu6a启动子、构建基因编辑表达盒，经过片段和载体酶切、t4-dna连接、转化大肠杆菌dh5α感受态细胞、单克隆菌落pcr鉴定及载体测序等步骤，获得osaldo基因的crispr/cas9基因编辑载体。

9、优选地，上述水稻改造植株的获得可包括：利用农杆菌介导法，将上述构建的osaldo基因的crispr/cas9基因编辑载体直接转化日本晴的愈伤组织/细胞，经潮霉素筛选、抗性愈伤分化和生根培养等步骤，获得osaldo基因编辑载体阳性植株。采集每一个阳性植株的叶片，通过ctab法分离单株水稻基因组，经过pcr、琼脂糖凝胶电泳、回收目的片段及测序分析等流程以鉴定获取的osaldo基因编辑的阳性植株是否符合改造要求。将符合要求的osaldo基因编辑植株移栽大田，待水稻成熟期对水稻粒长、粒宽、千粒重和产量进行分析和统计，确定osaldo基因编辑植株的粒长、粒宽及产量性状与野生型日本晴比较的变化。

10、在一种优选的实施方案中，本发明提供一种含有如上所述的改造的水稻基因osaldo的水稻改造植株的构建方法，其中所述的sgrna的靶标序列如seq id no.5或seq idno.6所示。

11、在一种优选的实施方案中，本发明提供一种含有如上所述的改造的水稻基因osaldo的水稻改造植株的构建方法，其中所述的表达载体含有潮霉素抗性基因和/或卡那霉素抗性基因。

12、在一种优选的实施方案中，本发明提供一种含有如上所述的改造的水稻基因osaldo的水稻改造植株的构建方法，其中所述的表达载体通过农杆菌介导法转化所述的水稻原始植株。

13、在一种优选的实施方案中，本发明提供一种含有如上所述的改造的水稻基因osaldo的水稻改造植株的构建方法，其中所述的水稻原始植株选自粳稻日本晴、9311、明恢63、珍汕97中的一种或者多种。

14、在一种优选的实施方案中，本发明提供一种含有如上所述的改造的水稻基因osaldo的水稻改造植株的构建方法，其中所述的筛选和培养包括愈伤诱导、农杆菌活化及侵染、共培养、抗性愈伤筛选和分化、生根培养、阳性植株鉴定、炼苗和移栽大田。

15、本发明的第四个目的是提供如上所述的改造的水稻基因osaldo用于调控水稻粒型和产量的用途。

16、为实现此目的，在基础的实施方案中，本发明提供如上所述的改造的水稻基因osaldo用于调控水稻粒型和产量的用途。

17、本发明的有益效果在于，本发明发现了水稻基因osaldo可调控水稻粒型的新用途，所构建的含有本发明的改造的水稻基因osaldo的水稻改造植株能够显著增加水稻谷粒的粒长、粒宽及水稻产量，这样的水稻粒型和产量性状的改良为水稻育种提供了新的基因资源。

18、本发明的改造的水稻基因osaldo及含有其的水稻改造植株对研究水稻粒型和产量调控通路具有重要意义，为合理和适当的利用osaldo基因培育大粒型和高产型的水稻品种提供了一种全新的育种方案，具有十分广阔的应用前景。

技术特征：

1.水稻基因osaldo用于调控水稻粒型的用途，其中所述的水稻基因osaldo的编码序列如seq id no.3所示，其编码的蛋白质的氨基酸序列如seq id no.4所示。

2.一种改造的水稻基因osaldo，其特征在于：所述的改造的水稻基因osaldo的编码序列如seq id no.1或者seq id no.2所示。

3.一种含有权利要求2所述的改造的水稻基因osaldo的水稻改造植株的构建方法，其特征在于：所述的构建方法基于crispr/cas9基因编辑的原理，将携带有表达cas9蛋白的基因和携带有sgrna的表达载体转入水稻原始植株，经过筛选和培养后获得含有权利要求2所述的改造的水稻基因osaldo的水稻改造植株。

4.根据权利要求3所述的构建方法，其特征在于：所述的sgrna的靶标序列如seq idno.5或seq id no.6所示。

5.根据权利要求3所述的构建方法，其特征在于：所述的表达载体含有潮霉素抗性基因和/或卡那霉素抗性基因。

6.根据权利要求3所述的建构方法，其特征在于：所述的表达载体通过农杆菌介导法转化所述的水稻原始植株。

7.根据权利要求3所述的建构方法，其特征在于：所述的水稻原始植株选自粳稻日本晴、9311、明恢63、珍汕97中的一种或者多种。

8.根据权利要求3所述的构建方法，其特征在于：所述的筛选和培养包括愈伤诱导、农杆菌活化及侵染、共培养、抗性愈伤筛选和分化、生根培养、阳性植株鉴定、炼苗和移栽大田。

9.根据权利要求2所述的改造的水稻基因osaldo用于调控水稻粒型和产量的用途。

技术总结
本发明属于农作物育种技术领域，涉及水稻基因OsALDO用于调控水稻粒型的用途及其突变体。所述的水稻基因OsALDO的编码序列如SEQ ID NO.3所示，其编码的蛋白质的氨基酸序列如SEQ ID NO.4所示。本发明发现了水稻基因OsALDO可调控水稻粒型的新用途，所构建的含有本发明的改造的水稻基因OsALDO的水稻改造植株能够显著增加水稻谷粒的粒长、粒宽及水稻产量，这样的水稻粒型和产量性状的改良为水稻育种提供了新的基因资源。

技术研发人员：杜强,黄梦月,宋桂宣,安鑫月
受保护的技术使用者：禾生创源（苏州）生物技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/29