水稻OsRS29基因在调控水稻粒形、垩白形成及高温耐性中的应用

本发明涉及生物基因工程，尤其涉及水稻osrs29基因在调控水稻粒形、垩白形成及高温耐性中的应用。

背景技术：

1、sr蛋白作为剪接因子参与前体mrna的剪接和mrna剪接后活动。研究表明，sr蛋白在植物激素信号转导、发育和适应非生物胁迫等多种细胞过程中发挥着重要作用。目前，关于水稻sr基因的功能及作用机制还缺乏系统和深入的研究。

2、粒重是影响水稻产量的主要因素之一，而稻米粒形和粒径是决定水稻产量形成的关键因素。因此，挖掘与水稻粒形相关的基因并解析其参与的调控网络对于揭示水稻高产稳产的分子机制，推进水稻高产育种工作具有重要意义。

3、在保证产量的情况下培育优质水稻是水稻育种的重要目标。随着人们生活水平的提高，对优质大米的需求也不断增加。稻米品质包括外观品质、蒸煮品质和食味品质，消费者通常会首先关注到稻米的外观品质，例如是否存在垩白以及垩白的程度等。由于稻米垩白等品质性状的形成比较复杂，除受遗传因素控制外，还极易受到环境条件尤其是高温的影响，与稻米品质相关的基因研究和育种应用目前还比较少。

4、灌浆阶段的高温是影响水稻籽粒正常发育的重要环境因素。之前的研究结果表明，高于26℃的环境温度容易导致稻米垩白度增加，产量降低。随着全球变暖的持续发生，高温胁迫对水稻的品质和产量的影响日渐加剧。挖掘与水稻耐热相关的基因并将其应用在分子育种中，将有助于培育耐热水稻品种从而更好地应对全球变暖。

技术实现思路

1、本发明提供了一种水稻osrs29基因在调控水稻粒形、垩白形成及高温耐性中的应用。

2、具体技术方案如下：

3、本发明第一方面提供osrs29基因作为靶点在筛选调控水稻粒形、水稻产量、水稻垩白形成或水稻高温耐性的产品中的应用。

4、本发明第二方面提供osrs29基因在制备调控水稻粒形、水稻产量、水稻垩白形成或水稻高温耐性的产品中的应用。

5、优选的，所述osrs29基因的核苷酸序列包括seq id no.1所示序列。

6、优选的，所述osrs29基因的可变剪接体的核苷酸序列包括seq id no.2或seq idno.3所示序列。

7、优选的，所述粒形包括粒长、粒宽、长宽比和粒厚中的一种或多种。

8、优选的，所述产量包括千粒重和单株产量中的一种或两种。

9、本发明第三方面提供一种重组表达载体在提高水稻高温耐性、抑制水稻垩白形成或培育耐高温水稻中的应用，所述重组表达载体包括空载体和插入在所述空载体中的表达基因，所述表达基因的核苷酸序列选自seq id no.2或seq id no.3所示序列中的一种。

10、优选的，所述空载体为pun1301。

11、本发明第四方面提供一种突变体材料在改良水稻粒形、提高水稻产量或培育高产水稻中的应用，以osrs29基因靶点，所述突变体材料能抑制或阻断osrs29的表达和/或功能。

12、优选的，所述突变体材料包括核酸切口酶和靶标序列，所述靶标序列包括如seqid no.4或seq id no.5所示序列。

13、本发明第五方面提供一种改良水稻粒形、提高水稻产量或培育高产水稻的方法，包括如下步骤：抑制或阻断osrs29的表达和/或功能，从而改良水稻粒形、提高水稻产量或培育高产水稻。

14、本发明第六方面提供一种提高水稻高温耐性或培育耐高温水稻或抑制水稻垩白形成的方法，包括如下步骤：提高水稻中osrs29基因的表达量，从而提高水稻的高温耐性或得到耐高温水稻或抑制水稻垩白形成。

15、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

16、本发明得到调控水稻粒形、粒重、垩白形成和高温耐性的osrs29基因。该基因的过表达株系的水稻籽粒变小、粒重减少，不易产生垩白，且对高温更加耐受；osrs29基因功能缺失导致水稻籽粒变长、粒重增加，稻米更容易产生垩白，且对高温更加敏感，本发明提供了所述基因用于水稻产量性状或耐高温性能的遗传改良方面的应用，例如用于培育具有长粒形、产量提高的水稻或耐高温、垩白度低的水稻种质材料。本发明解决了目前关于水稻粒形、籽粒品质性状的基因数目较少的问题，为应用新的粒形、籽粒品质基因提供了技术方向，为研究调控粒形、籽粒品质的分子机制提供了新的资源，将有助于育种过程中为分子设计育种改良水稻提供理论依据，对于通过遗传育种和基因工程方法有效地调控水稻粒形和品质具有重要的应用价值。

技术特征：

1.osrs29基因作为靶点在筛选调控水稻粒形、水稻产量、水稻垩白形成或水稻高温耐性的产品中的用途。

2.osrs29基因在制备调控水稻粒形、水稻产量、水稻垩白形成或水稻高温耐性的产品中的应用。

3.如权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述osrs29基因的核苷酸序列包括seqid no.1所示序列；

4.如权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述粒形包括粒长、粒宽、长宽比和粒厚中的一种或多种；

5.一种重组表达载体在提高水稻高温耐性、抑制水稻垩白形成或培育耐高温水稻中的应用，其特征在于，所述重组表达载体包括空载体和插入在所述空载体中的表达基因，所述表达基因的核苷酸序列选自seq id no.2或seq id no.3所示序列中的一种。

6.一种突变体材料在改良水稻粒形、提高水稻产量或培育高产水稻中的应用，其特征在于，以osrs29基因靶点，所述突变体材料能抑制或阻断osrs29的表达和/或功能。

7.如权利要求6所述的应用，其特征在于，所述突变体材料包括核酸切口酶和靶标序列，所述靶标序列包括如seq id no.4或seq id no.5所示序列。

8.一种改良水稻粒形、提高水稻产量或培育高产水稻的方法，其特征在于，包括如下步骤：抑制或阻断osrs29的表达和/或功能，从而改良水稻粒形、提高水稻产量或培育高产水稻。

9.一种提高水稻高温耐性或培育耐高温水稻或抑制水稻垩白形成的方法，其特征在于，包括如下步骤：提高水稻中osrs29基因的表达量，从而提高水稻的高温耐性或得到耐高温水稻或抑制水稻垩白形成。

技术总结
本发明提供了一种水稻OsRS29基因在调控水稻粒形、垩白形成及高温耐性中的应用。所述OsRS29基因参与调控水稻粒形和粒重，且同时影响稻米垩白形成，在高温下也能稳定参与调控水稻粒形、粒重和垩白形成。本发明发现OsRS29基因功能缺失导致水稻籽粒变长、粒重增加，稻米更容易产生垩白，且对高温更加敏感；而过表达OsRS29基因导致水稻籽粒变小、粒重减少，不易产生垩白，且对高温更加耐受。本发明为水稻的种子外观改良及提高耐高温性能提供了新途径。

技术研发人员：金晓丽,高睿,陆荧蓥
受保护的技术使用者：浙江大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14