[发明专利]水稻OsMAPKKK5基因在改良水稻的株高和粒型方面的应用

说明书

本申请公开水稻OsMAPKKK5基因在改良水稻的株高和粒型方面的应用。先在水稻OsMAPKKK5基因的CDS区域选取靶标片段，以pBWA(V)H‑cas9为表达载体，将水稻OsMAPKKK5基因的CDS区域选取的靶标片段的靶序列插入到pBWA(V)H‑cas9载体上，得到的pBWA(V)H‑cas9‑OsMAPKKK5重组质粒转化到转基因受体籼稻炳1B中，筛选得到OsMAPKKK5基因突变株的株高为97.5±2.66cm,千粒重21.83±0.42g,相比籼稻炳1B的株高最高提高14.1%，千粒重最高提高21.7%。

技术领域

本发明属于分子育种技术领域，具体涉及水稻OsMAPKKK5基因在改良水稻的株高和粒型方面的应用。

背景技术

水稻是世界上许多国家的主要粮食作物，大约有60％的人口以大米为主食，因此提高水稻产量一直是育种家们的主要目标。上世纪五六十年代第一次绿色革命，矮杆基因sd1的利用、作物的矮化育种，使水稻不易倒伏，从而实现产量的大幅度提高；后来杂交稻的利用，使水稻产量进一步提升。目前水稻育种进入平台期，产量徘徊不前。育种实践表明，在目前高产品种的基础上，适当增加株高、提高生物量，并增加千粒重，有望实现水稻产量的进一步提高。

株高是水稻的重要农艺性状，与水稻产量密切相关。千粒重直接影响水稻产量，粒型还与稻米的外观品质和食用品质密切相关，不同地域的消费者对稻米的外观和口感有着不同的偏爱。千粒重由籽粒大小决定，籽粒大小包括粒长、粒宽、粒厚。由于颖壳决定了籽粒的储存能力，因此它在决定籽粒大小方面起着主导作用。株高和粒型作为两个重要的水稻产量相关的性状，越来越多的调控基因被克隆。阐明水稻的株高和粒型形成的遗传与机制，对提高水稻产量和改良稻米品质同时具有十分重要的意义，也是水稻功能基因组学研究的热点之一。在本实验中，我们克隆了OsMAPKKK5基因，构建了OsMAPKKK5突变株。

本申请在OsMAPKKK5基因的CDS区域选取靶标片段，将该靶标片段构建到载体，然后转入籼稻品种炳1B中，以期获得株高和粒型改良的突变株。

发明内容

为了改良水稻的株高和粒型，本申请提供一种水稻OsMAPKKK5基因在改良水稻的株高和粒型方面的应用。

本申请的一种水稻OsMAPKKK5基因在在改良水稻的株高和粒型方面的应用，采用如下技术方案：

一种水稻OsMAPKKK5基因在在改良水稻的株高和粒型方面的应用，首先在水稻OsMAPKKK5基因的CDS区域选取靶标片段，然后以采用pBWA(V)H-cas9质粒为表达载体，将水稻OsMAPKKK5基因的CDS区域选取的靶标片段即第二外显子2334个核苷酸中的23个核苷酸为靶序列插入到pBWA(V)H-cas9质粒后得到的pBWA(V)H-cas9-OsMAPKKK5重组质粒，然后将pBWA(V)H-cas9-OsMAPKKK5重组质粒转化到籼稻炳1B中，经PCR检测以及一代测序筛选得到的株高提高、粒型改善的OsMAPKKK5基因突变株。

本申请中以籼稻炳1B为例进行说明，但不限制在其他水稻品种中应用获得的株高和粒型改良的突变株。

上述的一种水稻OsMAPKKK5基因在在改良水稻的株高和粒型方面的应用，具体包括如下步骤：

(1)、靶标序列的选取

水稻OsMAPKKK5基因(GenBank:XM_015776316.2)，该登陆基因序列全长7153bp，其中编码区长2334bp，5’端非编码区长305bp，3’端非编码区长536bp，序列如SEQ.ID NO1.所示；编码区CDS区域选取的靶标序列全长23bp，序列如SEQ.ID NO2.所示；编码777个氨基酸，序列如SEQ.ID NO3.所示。

水稻OsMAPKKK5基因结构见图1所示，其中黑框表示翻译区，白框表示非翻译区，线段表示内含子；

(2)、含有OsMAPKKK5基因中靶标序列的表达载体的构建