[发明专利]水稻miR396c的应用

说明书

技术领域

本发明属于植物基因工程和植物育种，尤其涉及一种水稻miR396c在控制 水稻籽粒粒长、粒宽、粒重以及水稻产量，以培育高产水稻中的应用。

背景技术

水稻作为重要的粮食作物，在我国的粮食安全保障中具有重要的作用，不 断提高稻谷单位面积产量是关系国计民生的大事。粒型对胚乳结构、米粒外观、 千粒重、结实率、穗粒数等性状均有巨大的影响，不仅是水稻品质的重要指标， 同时也是产量增加的关键因素。伴随基因定位群体的不断发展，以及新型分子 标记的进一步开发，陆续有更多的水稻关键性状基因被定位以及克隆。因此， 不断寻找新的提高水稻产量基因，已成为农业进一步增产的重要基础研究，倍 受世界各国政府和科学家的关注，也是当前生命科学研究的热点。

MicroRNAs(miRNAs)是一种大小约21ˉ23个碱基的单链小分子RNA，是由 具有发夹结构的约70-90个碱基大小的单链RNA前体经过Dicer酶加工后生成， 广泛存在于动物和植物等多细胞生物。MicroRNAs可以通过与靶基因mRNA的特 定位点结合，诱导该mRNA的降解或抑制该蛋白质的合成，在转录水平或转录后 水平导致基因沉默。在不同的植物组织、器官和发育时期，miRNA的表达谱是 不同的，并且部分miRNA在不同的外界环境下也有着不同的表达水平。因此， 研究miRNA表达谱对miRNA生物功能的研究是非常重要的。

miRNA的调控广泛存在于植物发育及生长的各个生理过程，有趣的是，还 有一些植物miRNA通过下调其靶基因而参与调控水稻产量。例如：水稻miR397 通过切割其靶基因LAC，而影响了油菜素内酯的信号转导通路，过表达miR397 可增加水稻穗分支，增大谷粒，显著提高水稻产量；miR167可以通过调控其靶 基因ARF8，来调节生长素信号通路，并最终影响植物产量；miR159切割一类受 赤霉素调控的MYB家族基因，组成型表达miR159会引起短日照情况下开花的推 迟和花粉的不正常发育；水稻中miR156通过对下调其靶基因OsSPL14，显著降 低水稻分蘖，穗分支及种子数量，直接负调控水稻产量。

虽然miRNA可以调节水稻产量，但是发现的此类miRNA并不多，所以miRNA 调节水稻产量的研究成为新的研究有着广阔的发展空间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水稻miR396c的应用，旨在通过全新的并且简 单有效的方法构建过表达miR396c的水稻突变株，在确保食用安全的前提下， 控制水稻籽粒粒长、粒宽的改良，达到提高水稻产量的目的。

本发明是这样实现的，水稻miR396c在控制水稻籽粒粒长、粒宽的改良以 及提高水稻产量中的应用，水稻miR396c具有如SEQIDNO.1所示的核苷酸序 列。更具体的，通过过表达miR396c或者阻塞miR396c功能从而调节水稻籽粒 粒长、粒宽、粒重以及水稻产量。

进一步的，本发明提供了含有上述水稻miR396c的表达载体，以及水稻 miR396c抗性靶标基因的表达载体。

在本发明水稻miR396c的表达载体中，水稻miR396c序列可插入到重组表 达载体中。术语“重组表达载体”指本领域熟知的细菌质粒、噬菌体、酵母质 粒、植物细胞病毒、哺乳动物细胞病毒或其他载体。总之，只要能在宿主体内 复制和稳定，任何质粒和载体都可以使用。表达载体的一个重要特征是通常含 有复制起点、启动子、标记基因和翻译控制元件。

本领域的技术人员熟知的方法能用于构建含水稻miR396c前体序列和合适 的转录、翻译控制信号的表达载体。这些方法包括体外重组DNA技术、DNA合 成技术、体内重组技术等。所述的DNA序列可有效连接到表达载体中适当的启 动子上，以指导水稻miR396c的合成。

此外，表达载体优选地包含一个或多个选择性标记基因，以提供用于选择 转化的宿主细胞的表型性状，如真核细胞培养用二氢叶酸还原酶、新霉素抗性 及绿色荧光蛋白(GFP)，或用于大肠杆菌的卡那霉素或氨苄青霉素抗性。

本发明中水稻miR396c抗性靶标基因的所使用的表达载体与上述水稻 miR396c的表达载体基本类似，区别点在于，将水稻miR396c替换为水稻miR396c 抗性靶标基因。