[发明专利]水稻NAC转录因子基因在种子活力改良中的应用

说明书

本发明公开了水稻NAC转录因子基因在种子活力改良中的应用。所述的基因OsNAC3核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，以及编码相应的蛋白氨基酸序列如序列表SEQ ID NO.2所示。本发明在水稻中首次报道了OsNAC3基因能调控水稻种子活力，通过试验表明突变该基因后，种子活力显著降低，过表达该基因可以显著提高种子发芽速度及成苗速度。证明本发明OsNAC3基因调控了水稻种子活力，利用该基因有助于筛选和培育高活力水稻品种，有利于直播稻生产。

技术领域

本发明属于种子生物技术领域，涉及水稻NAC转录因子基因在种子活力改良中的应用。

背景技术

水稻直播栽培方式具有省工、省力、利于专业化、规模化、绿色生产等优势，近年来在我国已有长足发展。但是，直播稻生产中往往存在发芽慢、难全苗、幼苗长势弱、草害重、易倒伏等问题，严重影响直播稻产量。高活力种子可以提高田间出苗率和整齐度，有利于抑制田间杂草生长，增强作物的抗逆能力，从而保障直播稻生产。NAC蛋白家族是一类植物特异性转录因子，在N端含有一个高度保守的NAC结构域，在水稻基因组中预测有151个NAC基因，报道参与生长发育、抗病和非生物胁迫等生物途径。但有关NAC转录因子调控种子活力的分子机制研究尚少，其在种子萌发早期信号调控中的作用知之甚少。

发明内容

本发明的目的是提供一个调控水稻种子活力的OsNAC3分离克隆、功能验证和应用。

本发明的目的可通过如下技术方案实现：

本发明的一个来自水稻的OsNAC3，其核苷酸序列如序列表SEQ ID NO.1所示。

本发明所述的水稻OsNAC3，其氨基酸序列SEQ ID NO.2所示。

本发明所述的水稻OsNAC3基因或蛋白在筛选或培育高种子活力水稻品种中的应用。

所述的水稻OsNAC3在提高水稻种子活力，促进直播稻生产中的应用。

所述的应用优选，过表达OsNAC3基因以提高水稻种子活力。

本发明所述的水稻OsNAC3基因突变体获得和基因功能验证，包括如下步骤：

(1)获得水稻OsNAC3基因的核苷酸序列及氨基酸序列；

(2)设计靶位点及其引物，以pCBC-MT1T2为模板进行PCR扩增，纯化回收PCR产物，获得MT1T2-PCR载体；

(3)将步骤(2)得到的带有OsNAC3基因的目标片段的MT1T2-PCR胶回收产物构建到pHUE411载体上，获得pHUE411+MT1T2-PCR载体；

(4)将步骤(3)得到的带有OsNAC3基因目标片段的质粒转化农杆菌；将带有转化质粒的农杆菌转化水稻；

(5)水稻突变体筛选与鉴定，并进行发芽表型鉴定。

进一步的，在步骤(1)中利用水稻cDNA为模板，PCR克隆出该基因的序列，所述PCR的上游引物序列如序列表SEQ ID NO.3所示，下游引物序列如序列表SEQ ID NO.4所示。

进一步的，在步骤(2)中构建的水稻OsNAC3 CRISPR/Cas9突变体gRNA靶序列(OsNAC3基因中19bp的目标片段)如序列表SEQ ID NO.5、SEQ ID NO.6(两个靶点)；以pCBC-MT1T2为模板进行PCR扩增的引物序列如序列表SEQ ID NO.7、SEQ ID NO.8、SEQ ID NO.9、SEQ ID NO.10；

在步骤(3)中，用BsaI酶切pHUE411载体，利用同源重组法获得pHUE411+MT1T2-PCR载体。