[发明专利]一种调控水稻粒型和千粒重的蛋白GSW8及其编码基因和应用

说明书

本发明公开了一种调控水稻粒型和千粒重的蛋白GSW8及其编码基因和应用，该蛋白质GSW8的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示；其编码基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。该基因在调控水稻粒型和千粒重方面具有生物学功能，能应用于水稻的粒型和千粒重改良，提高水稻产量，具有重要的育种利用价值，同时为研究水稻粒型和千粒重调控机制提供了新的思路。

技术领域

本发明涉及基因工程技术领域，具体涉及一种调控水稻粒型和千粒重的蛋白GSW8及其编码基因和应用。

背景技术

水稻是世界上最重要的粮食作物之一，为一半以上的人口提供食物和营养来源，也是我国最重要的粮食作物。据统计，到2030年我国人口将达到 16亿，粮食需求总量将从2010年的5.8亿吨增至7.4亿吨。在人口不断增长，可耕土地面积日益减少、环境恶化等问题影响下，粮食生产仍然面临着巨大的压力，因此粮食安全问题越来越受到人们的关注。加之这两年全球新冠疫情的发生，进一步提高水稻产量，对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。水稻产量构成因素主要包括单株有效穗数、每穗实粒数和千粒重，其中千粒重主要由粒型(包括粒长、粒宽和粒厚)决定，研究水稻粒型相关基因的分子机制、发掘优异等位基因，对提高水稻产量具有十分重要的意义。

迄今，有水稻粒型和千粒重相关基因被克隆，但水稻粒型和千粒重是复杂的数量性状，其分子调控网络仍然还很不清楚，很多基因也没有被应用于水稻育种。因此，迫切需要进一步挖掘更多新基因，为解析粒型调控网络提供新的思路，为育种利用提供新的基因资源。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种调控水稻粒型和千粒重的蛋白GSW8及其编码基因和应用，为解析粒型调控网络提供新的思路，为育种利用提供新的基因资源。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：提供一种调控水稻粒型和千粒重的蛋白GSW8，蛋白GSW8的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示，或SEQ ID NO.2所示序列经取代、缺失或添加一个或多个氨基酸，且具有相同功能的氨基酸序列。

一种编码权利要求1所述的蛋白GSW8的基因，该基因的核苷酸序列如 SEQ IDNO.1所示，或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。

一种表达载体，含有上述基因。

一种调控水稻粒型和千粒重的制剂，该制剂包括上述蛋白质GSW8，或包括能促进上述基因过表达的有效成分。

上述蛋白质GSW8或基因可用于调控水稻粒型和千粒重。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供了一种新的水稻粒型和千粒重的调控基因，该基因命名为 GSW8，其编码的蛋白为GSW8。本发明利用CRISPR/Cas9系统编辑GSW8，获得的gsw8-KO突变体，表现为粒宽和千粒重显著降低，明确了该基因在调控水稻粒型和千粒重方面的生物学功能，能应用于水稻的粒型和千粒重改良，提高水稻产量，具有重要的育种利用价值，同时为研究水稻粒型和千粒重调控机制提供了新的思路。

附图说明

图1为GSW8的表达模式定量PCR分析结果图；其中R表示苗期根； LB表示苗期叶片；LS表示孕穗期剑叶；C表示孕穗期茎秆；YP1-YP15表示不同长度的幼穗(cm)；H9-H15表示不同长度幼穗上的颖壳(cm)；E5-E15 表示受精后不同天数的颖果(d)。

图2是GSW8敲除靶位点及敲除植株突变方式示意图；其中，下划线表示PAM序列；“.”表示该位置碱基缺失；WT是野生型中花11。

图3是GSW8敲除载体GSW8-BGK03结构示意图。

图4是野生型中花11和GSW8敲除突变体的氨基酸对比示意图。