[发明专利]OsbHLH98在调控水稻叶夹角中的应用

说明书

本发明属于植物基因工程领域，本发明提供了一种水稻OsbHLH98基因，以及利用转基因CRSPR‑Cas9敲除突变体、CaMV 35s启动子驱动的过表达株系验证该基因在调控水稻叶片倾角中的作用；还涉及利用该基因产物调控叶片倾角从而增加水稻种植密度的利用。

技术领域

本发明属于植物基因工程领域。具体地说，本发明涉及一种反向遗传学途径克隆的水稻OsbHLH98基因，以及利用转基因CRSPR-Cas9敲除突变体、CaMV 35s启动子驱动的过表达株系验证该基因在调控水稻叶片倾角中的作用；还涉及利用该基因产物调控叶片倾角从而增加水稻种植密度的利用。

背景技术

水稻(Oryiza Sativa L.)是世界上最重要的粮食作物之一，占全世界一半以上的人口以水稻为主食，随着全球耕地面积的减少以及全球人口的日益增多，如何解决粮食问题已经成为各个农业大国的重要挑战。以我国为例，水稻是我国最重要的粮食产物，在口粮消费中占60％左右的比重，而我国水稻的种植面积则占耕地总面积的27％左右。水稻的产量主要受种植密度、单株穗数、穗粒数以及粒重等因素综合影响(XingZhang,2010)。

油菜素内酯(Brassinosteroid，BR)，是一类重要的可促进植物生长的甾醇类植物激素，能够促进植物细胞分裂和伸长，影响胚芽鞘和根的生长以及影响植物暗形态建成等等(S.D.ClouseSasse,1998)。研究表明，在水稻中，BR水平能够直接调节叶夹角的大小，并且，目前BR相关的基因突变体，无论是与BR生物合成或与BR信号转导相关，大多显示出在调节水稻形态建成方面的潜力(Steven D.Clouse,2002；S.D.Clouse,2011)，为筛选水稻理想株型提供了生物学依据。

叶枕(Lamina Joint)是禾本科植物特有的功能组织，具有弹性和延展性，可以调节叶片开合角度，以增加受光面积。禾本科作物作为世界最大的粮食供应植物，在农业生产中的产量十分重要，而叶片的开合角度将直接决定作物的种植密度，从而影响单位面积的产出(Ikeda,Miura,Aya,Kitano,Matsuoka,2013)。

叶夹角是由叶片(Leaf blade)和叶鞘(Leaf sheath)中间的叶枕(Lamina joint)部位控制，除叶枕部位外在这个区域还有白色膜状叶舌(Ligule)和毛状叶耳(Auricle)两个器官。叶枕部位像是一种机械组织，薄壁细胞构成基本组织，而厚壁细胞提供机械支持。当叶片和叶鞘完全长成时，叶枕部位近轴侧伸长，使得叶片向远离茎秆的远轴端弯曲，形成叶夹角(Hoshikawa,1989)。

叶夹角对于农业应用的意义主要在于叶夹角对植株光合作用的影响：密集种植的作物具有更高的叶面积指数，直立的叶片能够使得密集种植的作物捕获更多的光，这有助于提高作物单位面积的产量(Sinclair,1999)。