[发明专利]OsbHLH189基因在改良水稻粒型中的应用

说明书

本发明公开了OsbHLH189基因在改良水稻粒型中的应用，属于基因工程技术领域。本发明包括OsbHLH189基因过量表达载体的构建步骤和OsbHLH189过表达转基因植株的获得步骤。本发明通过在粳稻中过量表达OsbHLH189基因，显著增加了水稻籽粒的粒长、降低了粒宽，增大了长宽比，使稻米具有更好的外观品质。因而，该基因是水稻粒型性状的一个新的调控因子，在改良水稻粒型、提升外观品质上具有潜在的工业应用价值，能产生更高的经济效益。

技术领域

本发明属于基因工程技术领域，更具体地说，涉及OsbHLH189基因在改良水稻粒型中的应用。

背景技术

水稻的粒型性状包括粒长、粒宽、粒厚、长宽比等，与水稻的产量和品质均密切相关。随着人们生活水平的提高，对稻米品质的要求也日益增高。细长型的稻米通常具有更好的外观品质，因而更受消费者的欢迎。因此，粒型性状已成为水稻高产优质育种的重要靶标性状。研究水稻粒型调控的分子机制，对于通过分子育种改良水稻的产量和品质具有重要意义。

近年来，研究人员利用正向和反向遗传学方法，克隆了多个参与水稻粒型调控的关键基因，如粒长控制基因GS3、GL2/GS2、GL7/GW7/SLG7、GLW7、 TGW3、GS9、GL6、GL10、OsAK3、粒宽控制基因GW2、GW5/GSE5、GS5、 GW6、GW8、TGW2等。对这些基因进行的功能研究和调控通路分析表明，植物激素、G蛋白、MAPK等信号通路以及泛素-蛋白酶体通路参与水稻粒型的调控。GS9是一个控制水稻粒型的数量性状基因座，编码一个转录激活蛋白。该基因突变导致籽粒变得细长，而其过表达使籽粒变得短圆。通过分子标记辅助选择将GS9的无效等位基因导入高产主栽品种武运粳8和武运粳27，或者利用CRISPR/Cas9技术在高产品种盐稻8号中敲除GS9，均使籽粒变得细长，显著改善了外观品质。GL7/GW7/SLG7编码拟南芥LONGIFOLIA蛋白的同源蛋白。 GL7/GW7/SLG7表达量的增加导致籽粒变得细长。

碱性螺旋-环-螺旋(bHLH)转录因子家族是真核生物最大的转录因子家族之一，参与植物的生长发育、胁迫应答等多个生物学过程的调控。目前，已在水稻基因组中鉴定出183个bHLH基因，其中多个基因参与水稻籽粒粒型的调控。过表达OsbHLH107和OsbHLH102显著增加水稻籽粒的粒长和粒重 (Xiaoming Yang，Yulong Ren，Yue Cai，Mei Niu，ZhimingFeng，Ruonan Jing，Changling Mou，Xi Liu，Lianjie Xiao，Xin Zhang，Fuqing Wu，Xiuping Guo，Ling Jiang，Jianmin Wan.Overexpression of OsbHLH107，a member ofthe basic helix-loop-helix transcription factor family，enhances grain size inrice(Oryza sativa L.).Rice，2018，11：41)。OsbHLH079和OsBU1(OsbHLH172)通过参与油菜素甾醇(BR)信号转导，调控水稻叶夹角和籽粒大小。OsBUL1(OsbHLH170) 是一个非典型的HLH蛋白，通过与OsBC1(OsbHLH081)形成复合体，共同调控水稻叶夹角和籽粒大小。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明所要解决的技术问题在于提供一种OsbHLH189基因在改良水稻粒型中的应用。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

OsbHLH189基因在改良水稻粒型中的应用，包括以下步骤：

1)OsbHLH189基因过表达载体的构建

以野生型粳稻品种中花11cDNA为模板，设计一对引物，扩增OsbHLH189 基因，引物序列如下：

OsbHLH189OE-F：