水稻产量调控基因Os04t0686700、其编码蛋白、表达载体及其应用

本发明申请涉及分子育种，具体涉及一种水稻产量调控基因 os04t0686700、其编码蛋白、表达载体及其应用。

背景技术：

1、水稻（ oryza sativa l.）是世界上最主要的粮食作物之一，为全球超过50%的人口提供食物。因而，提高水稻产量对于保障粮食安全、促进经济发展和社会稳定都具有重要意义。随着全球人口的增长和粮食需求的不断增加，提高水稻产量已成为各国政府和科学家的共同目标。

2、水稻产量的构成因素包括有效穗（有效分蘖数）、小穗数、穗粒数和千粒重等。近年来，利用基因编辑技术、基因组学等手段，已有多个水稻产量相关性状的关键基因被克隆，如 sd1、 dep1、 gs3、 gw2、 ipa1、 osspl14等。尽管这些基因的克隆和功能解析为高产水稻新品种选育提供了重要的基因资源，但产量相关性状多为数量性状，受少数主效基因和多个微效基因控制，目前获得的功能基因对全面阐明产量形成的分子机制仍十分有限。因此，有必要进一步挖掘更多的水稻产量相关性状的基因并解析其利用途径，从而丰富产量形成的遗传基础，并为水稻新品种选育提供优良的基因资源。

3、公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、发明人研究确定了在水稻中与玉米基因 kwe2同源的基因 os04t0686700，并通过创制相应的敲除突变进而确定了其在水稻有效分蘖、穗粒重性状上的表现和对产量的提高作用。本申请为利用 os04t0686700基因提高水稻产量提供了技术支撑。

2、本申请的目的之一在于提供一种水稻产量调控基因 os04t06867002，其核苷酸序列为下组中的至少一种：

3、（1）如seq id no.1所示；

4、（2）在seq id no.1的基础之上经过一至数个碱基替换和/或一至数个碱基的插入和/或缺失以及大片段的核苷酸序列插入/缺失/移位/倒位所形成的能影响产量相关性状表型的dna分子。

5、本申请公开的另一个方面，提供一种水稻产量调控基因 os04t0686700的编码蛋白，其氨基酸序列为下组中的至少一种：

6、（1）由seq id no.1所编码的氨基酸序列组成的蛋白质；

7、（2）如seq id no.2所示；

8、（3）由seq id no.2经过一个或数个氨基酸残基的取代、缺失和/或添加且具有影响产量相关性状的蛋白质。

9、本申请公开的第三个方面，提供一种含所述水稻产量调控基因 os04t0686700的重组表达载体、表达盒、转基因细胞系或者重组菌。

10、本申请公开的第四个方面，提供一种鉴定水稻调控基因 os04t0686700突变的引物对，其序列如下：

11、f: 5’- cgcccatccacctcctg -3’，

12、r: 5’- ggggatgcttcatccacttg -3’。

13、本申请公开的第五个方面，将所述水稻调控基因 os04t0686700、所述引物应用在水稻产量性状改良及优势品种/品系选育当中。

14、例如，沉默/下调表达所述水稻调控基因 os04t0686700，以增加水稻有效分蘖数、小穗数和/或株高。构建水稻调控基因 os04t0686700的敲除载体或沉默载体并转化植物，培养并筛选出对应的纯合突变体，与对应的自交系进行杂交育种。

15、再如，过表达所述水稻调控基因 os04t0686700，以增加水稻穗粒数。构建水稻调控基因 os04t0686700的过表达载体并转化植物，培养并筛选出对应的阳性单株，与对应的自交系进行杂交育种。

16、本申请所述水稻调控基因 os04t06867002可转化的植物可以是单子叶和双子叶植物，包括但不限于水稻、玉米、小麦、大麦、黑麦、高粱、柳枝稷、油菜、棉花、甘薯、向日葵、马铃薯、大豆、豌豆、苜蓿、拟南芥属等。

17、本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下任一技术效果或优点：

18、1. 对水稻产量调控基因 os04t06867002进行crispr/cas9敲除和过表达，获得纯合的crispr-cas9突变体和过表达株系，明确了 os04t06867002基因对水稻有效分蘖数、小穗数、穗粒数、产量、株高等性状表现的影响；验证了其对水稻产量的调控作用；从而为利用 os04t06867002基因提高水稻产量提供了技术支撑。

19、2. 利用本申请公开的基因 os04t06867002及方法，可方便水稻、玉米、小麦等农作物高产育种材料创制，缩短农作物新品种的选育周期，降低选育成本，提高育种效率。

技术特征：

1.一种水稻产量调控基因os04t0686700，其核苷酸序列为下组中的至少一种：

2.一种水稻产量调控基因os04t0686700的编码蛋白，其氨基酸序列为下组中的至少一种：

3.一种含有权利要求1所述水稻产量调控基因os04t0686700的重组表达载体、表达盒、转基因细胞系或者重组菌。

4.一种鉴定水稻调控基因os04t0686700突变的引物对，其序列如下：

5.权利要求1所述水稻产量调控基因os04t0686700、权利要求3所述重组表达载体或权利要求4所述引物对在调控水稻有效分蘖数、小穗数和/或株高中的应用。

6.权利要求1所述水稻产量调控基因os04t0686700、权利要求3所述重组表达载体或权利要求4所述引物对在水稻产量性状改良及优势品种/品系选育中的应用。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，沉默/下调表达所述水稻产量调控基因os04t0686700，以增加水稻有效分蘖数、小穗数和/或株高。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，包括如下步骤：

9.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，过表达所述水稻产量调控基因os04t0686700以增加水稻穗粒数。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，包括如下步骤：构建水稻产量调控基因os04t0686700的过表达载体并转化植物，培养并筛选出对应的过表达株系，与对应的自交系进行杂交育种。

技术总结
本申请公开了一种水稻产量调控基因Os04t06867002、其编码蛋白、表达载体及其应用；本申请对水稻产量调控基因Os04t06867002进行CRISPR/Cas9敲除，明确了该基因对水稻分蘖数、小穗数、穗粒数、产量、株高等性状表现的影响；确定了其对水稻产量的调控作用；从而为利用Os04t06867002基因提高水稻产量提供了技术支撑。

技术研发人员：汤继华,付志远,王雅菲,杨慧丽,宗军,张战辉,丁冬,郭战勇
受保护的技术使用者：河南农业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15