[发明专利]一种控制水稻粒长和千粒重的GLW10基因及其编码的蛋白和应用

说明书

本发明公开了一种控制水稻粒长和千粒重的GLW10基因及其编码的蛋白和应用。该基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示；蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。本发明基因具有正调控水稻粒长和千粒重的功能，能应用于增加水稻千粒重和提高水稻产量。

技术领域

本发明属于基因工程及遗传育种技术领域，具体涉及一种控制水稻粒长和千粒重的GLW10基因及其编码的蛋白和应用。

背景技术

水稻是我国最重要的粮食作物之一，全国65％以上的人口以稻米为主食，稻米消费量极其巨大。水稻是我国第一大粮食作物，其种植面积、总产和单产均居粮食作物首位，在保障国家粮食安全中起着决定性作用。但近年来，随着我国人口持续增加、而农业劳动力数量不断减少、以及可耕地面积逐年减少、全球气候变暖等环境影响加剧，使我国水稻产业发展面临多方面挑战。因此，进一步提高水稻产量，对于确保我国粮食安全和农业可持续发展具有十分重要的战略意义。

水稻产量属于复杂的农艺性状，由单株有效穗数、每穗粒数、结实率和千粒重组成，这些性状均是复杂的数量性状。千粒重作为水稻产量的直接组成因素之一，它是由粒型和籽粒充实度决定的。粒型主要包括粒长，粒宽以及粒厚3个方面。粒型不仅会影响水稻产量，而且还会影响水稻品质，尤其是其外观品质。因此挖掘粒型相关基因的遗传基础对水稻高产优质育种是十分必要的，目前已经有大量的粒型相关基因或者QTL位点被克隆，其中，粒长主效QTL位点包括：GS3、GL3.1、GS2、OsLG3、OsLG3b/LGY3、TGW3/GL3.3等；粒宽主效QTL位点包括：GW2、GS5、GW8、GW5/GSE5、GL7/GW7、OsOTUB1等。

虽然目前已经报道不少粒型相关基因，但是对这些基因的调控机制研究仍然还只是片面化的，尤其是基因之间的互作关系，调控网络等还不清楚，迫切需要进一步挖掘粒型和千粒重相关基因。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供一种控制水稻粒长和千粒重的GLW10基因及其编码的蛋白和应用，该基因具有正调控水稻粒长和千粒重的功能。

为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种控制水稻粒长和千粒重的GLW10基因，该基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

进一步地，该基因的核苷酸序列为SEQ ID NO.1所示的序列经取代、缺失或添加一个或多个核苷酸，且能编码具有相同功能蛋白的核苷酸序列。

上述GLW10基因编码的蛋白，该蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。

进一步地，该蛋白的氨基酸序列为SEQ ID NO.2所示序列经取代、缺失或添加一个或多个氨基酸，且表达相同功能的氨基酸序列。

包含上述GLW10基因的质粒。

包含上述GLW10基因的重组表达载体。

包含上述GLW10基因的转基因细胞系。

包含上述GLW10基因的工程菌。

上述GLW10基因在改良水稻粒长和千粒重，提高水稻产量中的应用。

本发明的有益效果为：

本发明利用蜀恢498的EMS诱变小粒突变体glw10为研究材料，利用BSA混池测序，结合MutMap定位方法，定位到候选GLW10基因。利用CRISPR/Cas9系统编辑GLW10获得敲除转基因株系，敲除株系与野生型相比粒长显著降低，千粒重下降。而过量表达GLW10的转基因植株表现为粒长和千粒重显著增加，说明GLW10具有正调控水稻粒长和千粒重的功能，能应用于增加水稻千粒重和提高水稻产量。

附图说明