[发明专利]OsJMJ711基因在改良水稻每穗粒数性状中的应用

说明书

本发明涉及植物基因工程技术领域，具体涉及一种OsJMJ711基因在改良水稻每穗粒数性状中的应用。本发明采用CRISPR/Cas9基因编辑技术定点敲除OsJMJ711基因，使该基因的功能完全丧失，构建了OsJMJ711基因的基因编辑定点敲除水稻。本发明研究发现，OsJMJ711基因的敲除可显著增加每穗粒数进而显著增加水稻产量。

技术领域

本发明涉及植物基因工程技术领域，具体涉及一种OsJMJ711基因在改良水稻每穗粒数性状中的应用。

背景技术

水稻是重要的粮食作物，为全球超过50％的人口提供主食。每穗粒数是产量三要素之一，直接影响水稻的产量。组蛋白甲基化在表观遗传学中对基因的激活与抑制起重要作用，近年来水稻表观基因组研究取得重大进展，其中发现多个基因通过调控组蛋白甲基化影响水稻重要农艺性状。每穗粒数是水稻重要的农艺性状，是影响水稻产量的重要因素之一。因此对组蛋白甲基化调控水稻每穗粒数的研究不仅有利于拓展调控每穗粒数基因网络，也将丰富和深化水稻组蛋白甲基化的认知。

通过生物信息学比对发现水稻组蛋白去甲基化酶JmjC家族共有20个成员，其中JMJ706调控水稻花发育，其突变体导致内外颖壳发育异常，种子变小(ref)；JMJ705调控水稻白叶枯病抗性(ref)，Se14调控水稻的感光性(ref)；其他JmjC家族基因的功能和其在育种中的应用方法仍然未知。

发明内容

基于以上技术问题，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了OsJMJ711基因在改良水稻每穗粒数性状中的应用，所述OsJMJ711基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

本发明还提供了一种改良水稻每穗粒数性状的方法，是利用CRISPR/Cas9基因编辑技术定点编辑水稻OsJMJ711基因的靶位点；

所述OsJMJ711基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，所述靶位点的序列为：5’-GTCCAGGGTTGACCAGTGCC-3’。

优选地，具体是：将所述OsJMJ711基因的靶位点连入表达载体pRGEB32，构建重组表达载体；通过农杆菌介导法将所述重组表达载体转染至待转化植物材料中，得到每穗粒数性状改良的基因编辑定点敲除水稻植株。

本发明还提供一种每穗粒数性状改良水稻的培育方法，包括以下步骤：

S1、在所述OsJMJ711基因的第六个外显子处设计并得到靶位点序列，针对所述靶位点序列合成gRNA引物序列；

S2、将所述gRNA引物序列连入经BsaI酶切后的pRGEB32载体，将连接产物转化至大肠杆菌感受态，构建含有OsJMJ711基因gRNA序列的表达载体；

S3、将所述含有OsJMJ711基因gRNA序列的表达载体转入农杆菌，获得重组农杆菌；

S4、通过农杆菌介导法将所述重组农杆菌转染至待转化水稻品系，经选择、分化、生根、炼苗、移栽，获得每穗粒数性状改良的水稻植株。

优选地，所述gRNA引物序列为：5’-GTCCAGGGTTGACCAGTGCC-3’。

优选地，S2的具体操作步骤为：

将gRNA引物序列片段经解链发生双链化，获得双链gRNA序列片段；将所述双链gRNA序列片段与经BsaI酶切后的pRGEB32载体按摩尔比3～5∶1混合，在T4 DNA连接酶作用、16℃下连接3h，构建含有OsJMJ711基因gRNA序列的表达载体。

优选地，S3的具体操作步骤为：将S2构建得到表达载体转化大肠杆菌感受态，提取转化后的大肠杆菌质粒进行测序，测序后含有OsJMJ711基因gRNA序列的载体为重组农杆菌。