一种培育含有抗性淀粉的降糖水稻品种方法与流程

文档序号:38026755发布日期:2024-05-17 13:02阅读:11来源:国知局

本发明属于生物,特别是一种培育含有抗性淀粉的降糖水稻品种方法。


背景技术:

1、含有抗性淀粉的水稻品种在自然界的水稻资源中并不常见,淀粉基因的突变频率并不高,因此很难从自然变异中筛选到大量的抗性淀粉突变。常规的育种技术无法达到选育目的和要求。普通的基因编辑方法主要是靶定淀粉分支酶的编码区,进行基因敲除,从而达到降低基因表达的目的,最终产生抗性淀粉。但是,基因敲除后目标基因失活会导致下游相关基因的连锁反应,导致结实率低和充实率低,使得育种材料失去了应用价值。另外,抗性淀粉的含量还存在高低的变异变化,只有达到5%以上的抗性淀粉含量的稻米才有较为明显的降血糖的效果,具有应用价值。因此,现有育种技术的缺点,一是无法产生定向变异,二是无法筛选和鉴定有应用价值的变异。


技术实现思路

1、本发明的目的在于针对背景技术中所述的问题,提供一种培育含有抗性淀粉的降糖水稻品种方法,建立有效的突变技术体系和突变材料的筛选鉴定方法,通过本发明能产生有应用价值的抗性淀粉材料,进而选育出含有较高抗性淀粉的降糖水稻品种。

2、一种培育含有抗性淀粉的降糖水稻品种方法,包括以下步骤:

3、s1、从淀粉分支酶基因beiib的起始子atg上游300bp范围内搜寻核心元件,通过对这些核心元件的功能鉴定,筛选出影响淀粉分支酶在胚乳中的表达的基因靶点;

4、s2、利用步骤s1筛选出的基因靶点,建立基于crispr-cas12a的打靶编辑系统,打靶编辑系统能有效抑制淀粉分支酶在胚乳中的表达,产生抗性淀粉含量高的突变后代;

5、s3、利用步骤s2建立的打靶编辑系统,在人工可控的恒温条件下,供水稻结实灌浆,保证特定基因型产生稳定一致的表达,得到含有抗性淀粉的降糖水稻品种。

6、在上述方案中,对步骤s3中培育得到的含有抗性淀粉的降糖水稻品种进行检测,检测方法为:将水稻粉碎为米粉,与已知抗性淀粉含量的标准样品进行对比测试,在同一密闭容器中,平衡水分后,检测待测品和标准标准品中的含水量,保障待测品和标准标准品的含水量的一致性,然后检测待测品和标准样品中的抗性淀粉含量,并以标准样品的检测值与标准值的比值来对待测样品的检测值进行校正,以获得待测品中抗性淀粉的含量。

7、在上述方案中,将步骤s3得到的含有抗性淀粉的降糖水稻中抗性淀粉含量最高的水稻品种分别标记,进行杂交,并对杂交获得的新品种进行进一步的抗性淀粉含量检测,再次优选出抗性淀粉含量最高的品种,进行标记,与其他标记的水稻品种杂交,经过n代杂交,筛选出抗性淀粉含量最高水稻品种。通过将筛选出的抗性淀粉含量最高的品种进行杂交,能够进一步提高获得的水稻品种中的抗性淀粉的含量。

8、在上述方案中,对于每一代培育获得的水稻种子,要通过水选筛选出其中的最优种作为下一代杂交的种子。通过谁选筛选出质量最好的种子,放弃质量较差的种子,提高种子培育的成功率。

9、在上述方案中,所述的步骤3中,获得的抗性淀粉水稻品种中的抗性淀粉含量提升至15%以上。

10、本发明具有的有益效果为:本发明的培育含有抗性淀粉的降糖水稻品种方法,从基因靶点筛选、打靶系统控制、基因表型鉴定3个环节入手建立了目标基因-抗性淀粉定向突变的全过程控制和筛选体系,能从淀粉分支酶基因beiib中筛选出影响淀粉分支酶在胚乳中的表达的基因靶点,通过cas12a的打靶编辑系统,来对各个基因靶点进行编辑,有效抑制淀粉分支酶在胚乳中的表达,产生抗性淀粉含量高的突变后代,通过这种筛选的方式,能够极大地提高筛选效率,得到抗性淀粉含量高的水稻品种,因为获得的水稻品种中针对不同的基因靶点组合可能会产生多种水稻品种,通过对这些水稻品种的抗性淀粉的含量进行检测,得到各个品种中的抗性淀粉的含量,然后再对这些水稻品种进行杂交,来进一步提高抗性淀粉的含量,筛选出杂交产生的新品种中抗性淀粉含量最高的几种优质品种进行标记,进行进一步的杂交,经过n代的杂交,可以获得抗性淀粉含量最高的优良品种。本发明基于crispr-cas12a系统的beiib编辑系统,区别于传统的cas9系统,能够得到更广泛的pam序列锚定区域范围,提高对筛选的基因靶点的编辑效率和编辑精度。采用人工可控的恒温环境供水稻结实灌浆,保证特定基因型产生稳定一致的表型,避免了环境因素带来的筛选误差。



技术特征:

1.一种培育含有抗性淀粉的降糖水稻品种方法,其特征在于:包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的培育含有抗性淀粉的降糖水稻品种方法,其特征在于:对步骤s3中培育得到的含有抗性淀粉的降糖水稻品种进行检测,检测方法为:将水稻粉碎为米粉,与已知抗性淀粉含量的标准样品进行对比测试,在同一密闭容器中,平衡水分后,检测待测品和标准标准品中的含水量,保障待测品和标准标准品的含水量的一致性,然后检测待测品和标准样品中的抗性淀粉含量,并以标准样品的检测值与标准值的比值来对待测样品的检测值进行校正,以获得待测品中抗性淀粉的含量。

3.根据权利要求1所述的培育含有抗性淀粉的降糖水稻品种方法,其特征在于:将步骤s3得到的含有抗性淀粉的降糖水稻中抗性淀粉含量最高的水稻品种分别标记,进行杂交,并对杂交获得的新品种进行进一步的抗性淀粉含量检测,再次优选出抗性淀粉含量最高的品种,进行标记,与其他标记的水稻品种杂交,经过n代杂交,筛选出抗性淀粉含量最高水稻品种。

4.根据权利要求3所述的培育含有抗性淀粉的降糖水稻品种方法,其特征在于:对于每一代培育获得的水稻种子,要通过水选筛选出其中的最优种作为下一代杂交的种子。

5.根据权利要求1所述的培育含有抗性淀粉的降糖水稻品种方法,其特征在于:所述的步骤3中,获得的抗性淀粉水稻品种中的抗性淀粉含量提升至15%以上。


技术总结
本发明公开了一种培育含有抗性淀粉的降糖水稻品种方法,包括以下步骤:S1、从淀粉分支酶基因BEIIb的起始子ATG上游300bp范围内搜寻核心元件,通过对这些核心元件的功能鉴定,筛选出影响淀粉分支酶在胚乳中的表达的基因靶点;S2、利用步骤S1筛选出的基因靶点,建立基于CRISPR‑Cas12a的打靶编辑系统,打靶编辑系统能有效抑制淀粉分支酶在胚乳中的表达,产生抗性淀粉含量高的突变后代;S3、利用步骤S2建立的打靶编辑系统,在人工可控的恒温条件下,供水稻结实灌浆,保证特定基因型产生稳定一致的表达,得到含有抗性淀粉的降糖水稻品种。本发明的培育方法,从基因靶点筛选、打靶系统控制、基因表型鉴定和杂交等环节的全面改进,能获得抗性淀粉含量高的优良品种。

技术研发人员:殷得所,胡立军,陈旭
受保护的技术使用者:扬州集禾农业科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/16
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