水稻OsEBS基因在改良水稻產(chǎn)量性狀中的用途
【專利摘要】本發(fā)明屬于轉(zhuǎn)基因【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及水稻OsEBS基因在改良水稻產(chǎn)量性狀中的用途。本發(fā)明利用水稻產(chǎn)量OsEBS基因及其同源基因，將其導(dǎo)入秈稻基因組中，用以改良水稻的產(chǎn)量性狀，包括采用秈稻桂朝二號(hào)為轉(zhuǎn)基因受體，構(gòu)建OsEBS轉(zhuǎn)基因植株；此外，本發(fā)明還采用pCAMBIA1304為表達(dá)載體，將東鄉(xiāng)野生稻的OsEBS基因調(diào)控區(qū)及其編碼區(qū)插入到pCAMBIA1304載體多克隆位點(diǎn)下游而獲得OsEBS基因表達(dá)載體。本發(fā)明的試驗(yàn)結(jié)果表明，得到的水稻OsEBS轉(zhuǎn)基因植株在株高、二次枝梗數(shù)、二次枝梗粒數(shù)、主莖穗粒數(shù)、單株粒數(shù)、平均穗粒數(shù)、單株粒重、生物產(chǎn)量、千粒重、著粒密度等性狀等方面均有明顯的提高和改善。
【專利說(shuō)明】水稻OsEBS基因在改良水稻嚴(yán)量性狀中的用途
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬轉(zhuǎn)基因【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及水稻OsEBS基因在改良水稻產(chǎn)量性狀中的用途。
【背景技術(shù)】
[0002]水稻是世界上重要的糧食作物之一，全世界有約2/3的人口以水稻為主食。在耕地面積逐漸減少的情況下，為了滿足日益增長(zhǎng)的人口對(duì)糧食的需求，提高水稻單位產(chǎn)量具有重要意義。水稻產(chǎn)量性狀主要由有效穗數(shù)、每穗粒數(shù)和千粒重幾部分組成；上述產(chǎn)量性狀均屬于數(shù)量性狀(QTL)，由許多效應(yīng)不同的基因所控制?，F(xiàn)有技術(shù)公開(kāi)的分離與克隆上述產(chǎn)量性狀基因的方法一般采用定位克隆技術(shù)，然后采用組成型表達(dá)載體或組織專一性表達(dá)載體將目的基因?qū)肽繕?biāo)品種，以獲得作物特定經(jīng)濟(jì)性狀或抗逆性性狀的改良。本申請(qǐng)的發(fā)明人以栽培水稻桂朝2號(hào)與江西東鄉(xiāng)野生稻雜交并回交構(gòu)建的產(chǎn)量QTL近等基因系為材料，通過(guò)染色體片段疊代定位與基因組序列分析分離克隆了來(lái)自東鄉(xiāng)野生稻基因組的控制水稻生長(zhǎng)勢(shì)和產(chǎn)量的一個(gè)類編碼熱激蛋白的基因(分子伴侶蛋白BIP)，命名為OsEBS(Enhancing Biomass and Spikelets)。
[0003]研究公開(kāi)了 BIP是特異定位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)的一種HSP70(heat shock protein 70),即為熱激蛋白70 ;所述熱激蛋白70是在從細(xì)菌到哺乳動(dòng)物中廣泛存在一類蛋白質(zhì)。當(dāng)有機(jī)體暴露于高溫的時(shí)候，就會(huì)由熱激發(fā)合成此種蛋白，用以保護(hù)有機(jī)體自身。目前，本研究領(lǐng)域?qū)χ参颒SP70的功能研究較少，普遍認(rèn)為其功能與原核、真核生物HSP70極為相似，參與諸如蛋白質(zhì)折疊、變性蛋白復(fù)性、防止蛋白降解等細(xì)胞活動(dòng)。
[0004]迄今，有關(guān)BIP的生物學(xué)功能幾乎都只涉及其在植物(或作物)中蛋白折疊、成熟過(guò)程的功能，尚無(wú)關(guān)于BIP涉及產(chǎn)量性狀形成及其改良的報(bào)道?！?br/>【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供水稻OsEBS基因在改良水稻產(chǎn)量性狀中的用途。
[0006]本發(fā)明的水稻OsEBS基因能改良水稻產(chǎn)量性狀，其特征在于利用水稻OsEBS基因及其同源基因轉(zhuǎn)化秈稻品種，以改良水稻的產(chǎn)量性狀；本發(fā)明的實(shí)施例中，將水稻OsEBS基因轉(zhuǎn)化處理秈稻品種桂朝二號(hào)，使秈稻桂朝二號(hào)的生長(zhǎng)勢(shì)和產(chǎn)量性狀獲得明顯改善。
[0007]本發(fā)明技術(shù)方案中，包括進(jìn)行了水稻OsEBS的分離、克隆與轉(zhuǎn)基因功能的實(shí)驗(yàn):
[0008]I) OsEBS基因與蛋白結(jié)構(gòu)組成
[0009]所述水稻OsEBS基因，genbank登錄號(hào)為JN008171，該登陸基因序列全長(zhǎng)4261bp，其中調(diào)控區(qū)長(zhǎng)2500bp，編碼區(qū)長(zhǎng)1760bp，序列如SEQ.1D N01.所示；全長(zhǎng)CDS由2個(gè)外顯子組成，正常編碼的cDNA長(zhǎng)1314bp，序列如SEQ.1D N02.所示；其編碼437個(gè)氨基酸，序列如SEQ.1D N03.所示；
[0010]本發(fā)明中，水稻OsEBS基因的結(jié)構(gòu)如圖1所示，其編碼的蛋白結(jié)構(gòu)如圖2所示；
[0011]2)構(gòu)建OsEBS基因表達(dá)載體[0012]米用pCAMBIA1304(Center for the Application of Molecular Biology ofInternational Agriculture, Canberra, ACT, Australia)為表達(dá)載體，將東鄉(xiāng)野生稻的OsEBS基因包括調(diào)控區(qū)約IlOObp及其編碼區(qū)1428bp插入到pCAMBIA1304載體多克隆位點(diǎn)下游，得到含有OsEBS基因的表達(dá)載體(其結(jié)構(gòu)圖如圖3所示)；
[0013]3) OsEBS基因轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
[0014]采用目前國(guó)內(nèi)常規(guī)早稻高產(chǎn)品種一秈稻桂朝二號(hào)為轉(zhuǎn)基因受體，構(gòu)建OsEBS基因的表達(dá)轉(zhuǎn)基因植株；將秈稻桂朝二號(hào)成熟種子去殼消毒后接種在脫分化植物組織培育基上誘導(dǎo)愈傷組織，在愈傷組織誘導(dǎo)2-3周后，采用基因槍微彈轟擊法，將含OsEBS基因的經(jīng)純化的pCAMBIA1304質(zhì)粒DNA導(dǎo)入秈稻桂朝二號(hào)愈傷組織細(xì)胞；在添加30ppm潮霉素的MS培養(yǎng)基上連續(xù)培養(yǎng)3-4周篩選抗性細(xì)胞系，然后將篩選的細(xì)胞系轉(zhuǎn)移到分化培養(yǎng)基誘導(dǎo)長(zhǎng)芽和生根；
[0015]4)轉(zhuǎn)化處理試管苗移載及轉(zhuǎn)化植株后代的分子檢測(cè)
[0016]將OsEBS基因轉(zhuǎn)化處理的桂朝二號(hào)試管苗移載田間，并在分蘗期取葉片提取DNA采用PCR擴(kuò)放技術(shù)進(jìn)行分子檢測(cè)，于2008年夏獲得陽(yáng)性Ttl代植株；2008年冬，在海南島加代繁殖，獲得轉(zhuǎn)基因T1代，共計(jì)10個(gè)株系；
[0017]5) OsEBS轉(zhuǎn)秈稻桂朝二號(hào)植株轉(zhuǎn)基因的PCR檢測(cè)
[0018]目的基因OsEBS在秈稻桂朝二號(hào)中不表達(dá)，而在轉(zhuǎn)基因植株中表達(dá)(如圖4所示)；
[0019]6) OsEBS轉(zhuǎn)基因T2代群體產(chǎn)量性狀的調(diào)查與統(tǒng)計(jì)
[0020]將OsEBS基因轉(zhuǎn)基因T3代于2010年春播種，四葉期將轉(zhuǎn)化的2個(gè)OsEBS轉(zhuǎn)基因T3代株系種植在復(fù)旦大學(xué)試驗(yàn)田；2個(gè)株系每個(gè)株系各種植13株，行株距為6寸X6寸，重復(fù)三次，同時(shí)設(shè)立秈稻桂朝二號(hào)親本對(duì)照；在成熟期統(tǒng)計(jì)各株系13個(gè)單株的株高，二次枝梗數(shù)，二次枝梗粒數(shù)，主莖穗粒數(shù)，單株粒數(shù)，平均穗粒數(shù)，單株粒重，生物產(chǎn)量，千粒重，著粒密度，計(jì)算平均值，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表1和表2所示:
[0021]表1
【權(quán)利要求】
1.水稻OsEBS基因在改良水稻產(chǎn)量性狀中的用途； 所述的水稻OsEBS基因，genbank登錄號(hào)為JN008171，該登陸基因序列全長(zhǎng)4261bp，其中調(diào)控區(qū)長(zhǎng)2500bp，編碼區(qū)長(zhǎng)1760bp，序列如SEQ.1D N01.所示。
2.按權(quán)利要求1所述的用途，其特征在于，所述的水稻OsEBS基因全長(zhǎng)CDS由2個(gè)外顯子組成，正常編碼的cDNA長(zhǎng)1314bp，序列如SEQ.1D N02.所示。
3.按權(quán)利要求1所述的用途，其特征在于，所述的水稻OsEBS基因其編碼437個(gè)氨基酸，序列如SEQ.1D N03.所示。
4.按權(quán)利要求1所述的用途，其特征在于，所述的用途是利用所述水稻OsEBS基因及其同源基因轉(zhuǎn)化秈稻品種，改良水稻的產(chǎn)量性狀。
5.按權(quán)利要求1所述的用途，其特征在于，所述的用途是采用秈稻桂朝二號(hào)為轉(zhuǎn)基因受體，構(gòu)建OsEBS轉(zhuǎn)基因植株。
6.一種OsEBS基因表達(dá)載體，其特征在于，通過(guò)采用pCAMBIA1304為表達(dá)載體，將東鄉(xiāng)野生稻的OsEBS基因調(diào)控區(qū)及其編碼區(qū)插入到PCAMBIA1304載體多克隆位點(diǎn)下游獲得OsEBS基因表達(dá)載體。
【文檔編號(hào)】C12N15/82GK103571851SQ201210272073
【公開(kāi)日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2012年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月1日
【發(fā)明者】羅小金, 董賢欣, 楊金水 申請(qǐng)人:復(fù)旦大學(xué)