OsTPR075的突变体在水稻抽穗期调控过程中的应用制造技术

本发明专利技术提供了OsTPR075的突变体在水稻抽穗期调控过程中的应用，涉及基因工程技术领域。所述水稻基因OsTPR075的核苷酸序列如SEQ ID No.1所示；所述OsTPR075的突变体为SEQ ID No.1所示的核苷酸序列过一个或几个碱基的取代、缺失和/或添加而获得的功能改变的突变体。本发明专利技术发现了一种能够直接用于调控水稻抽穗期的基因OsTPR075，与野生型相比，当该基因被突变或敲除时，水稻抽穗期延迟，当该基因过表达时，水稻抽穗期提前。本发明专利技术为采用该基因或突变体调控水稻抽穗期提供可行性和推广性的方法。方法。方法。

【技术实现步骤摘要】
OsTPR075的突变体在水稻抽穗期调控过程中的应用


[0001]本专利技术涉及基因工程
，尤其是涉及OsTPR075的突变体在水稻抽穗期调控过程中的应用。

技术介绍

[0002]水稻是世界上重要的粮食作物，为全世界近一半的人口提供食物来源，在农业生产和科学研究过程中都具有举足轻重的地位。水稻的抽穗期(开花)是水稻从营养生长转换到生殖生长的重要标志，是决定水稻繁衍的重要农艺性状，也是人工选择的主要目标性状之一。水稻抽穗期的调控是一个极其复杂的生命过程，由基因等内在的遗传因素和光温等外界的环境因素共同决定。水稻抽穗期决定了水稻品种在不同地域的适应能力和产量。然而抽穗期的调控十分复杂，现有的研究成果并不能完全阐释抽穗期变异的全部机制。因此，对开花基因的分子调控机制的研究对农业生产仍具有重要的理论指导意义。
[0003]抽穗期通常是指水稻从播种到穗子从剑叶中伸出所需要的生长天数。抽穗期的早与迟会影响水稻光合作用产物的积累，然后影响水稻灌浆时期籽粒的充实进程，最终影响水稻的产量和稻米品质(王洪波等，2020)。经过漫长的进化，植物进化出多种途径诱导开花，主要途径包括光周期途径、温周期途径、自主途径、春化途径、赤霉素途径和年龄途径(Bl
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mel等，2015；Fornara等，2010；Srikanth和Schmid，2011；Teotia和Tang，2015；He和Amasino，2005；Cho等，2017)。研究表明，在不同的环境条件下，植物体内的这些途径综合反应并转化成相应的信号，经过一系列复杂的基因互作网络调控的信号转导，最后将成花信号传递给成花素FLOWERING LOCUS T(FT)，FT进而促进花分生组织特异基因表达，诱导成花(刘丽敏等，2016；Bl
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mel等，2015)。FT合成于叶片韧皮部的伴细胞中，在转运到SAM后才能促进成花转化。2012年Liu等的研究发现，拟南芥FTIP1会影响FT蛋白从叶片运输到顶端分生组织的过程，进而调控拟南芥开花；Song等(2017)的研究也同样表明，OsFTIP1通过影响RFT1(RICE FLOWERING LOCUS T 1)的转运影响长日照下水稻的开花，Osftip1表现出明显的晚花现象。2019年，Liu等发现在拟南芥中QUIRKY(QKY)可以和SYNTAXIN OF PLANTS121(SYP121)互作共同调控FT的转运。成花素作为水稻开花过程中最关键的调控因子，水稻中成花素其基因功能缺失后水稻将无法抽穗结实，严重影响着水稻的产量。此外，成花素转运同样影响着水稻的抽穗期，对于调控不同地域水稻的抽穗期以及分子设计育种同样具有重要的理论和实践意义。
[0004]鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供水稻基因OsTPR075的突变体及应用。本专利技术研究发现了一种能够直接用于调控水稻抽穗期的基因及其突变体，为水稻抽穗期的调控提供了新的途径和方式。
[0006]为了实现本专利技术的上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]在第一个方面，本专利技术提供一种水稻基因OsTPR075的突变体，所述突变体为SEQ ID No.1所示的核苷酸序列经过一个或几个碱基的取代、缺失和/或添加而获得的功能改变的突变体。
[0008]本专利技术水稻基因OsTPR075的全长cDNA序列(如SEQ ID No.1所示)，编码724个氨基酸(如SEQ ID No.6所示)。本专利技术发现与野生型相比，当该基因(OsTPR075)被突变或敲除时，水稻抽穗期延迟；当该基因过表达时，水稻抽穗期提前，表明该基因及其突变体能够直接用于调控水稻抽穗期。在本专利技术中，水稻基因OsTPR075的突变体也指水稻基因OsTPR075的突变基因，当基因突变后所编码的蛋白的功能与正常基因编码蛋白的功能出现差异，也即基因功能发生缺失或改变。
[0009]在一个实施方案中，所述突变体的核苷酸序列如SEQ ID No.2～SEQ ID No.5任一项所示。
[0010]在本专利技术中，本专利技术也旨在涵盖与本专利技术所述核苷酸序列具有88％以上相似度，且功能相同的突变体。
[0011]在一个实施方案中，所述突变体编码的蛋白具有如SEQ ID No.7～SEQ ID No.10任一项所示的氨基酸序列。
[0012]当所述突变体的核苷酸序列如SEQ ID No.2所示时，其蛋白的氨基酸序列如SEQ ID No.7所示，其余情况于此类似。
[0013]在第二个方面，本专利技术提供了包含前述的水稻基因OsTPR075的突变体的生物材料，所述生物材料包括表达盒、重组载体或重组细胞。
[0014]在一个实施方案中，所述重组载体包括pCAMBIA1300载体。
[0015]在一个实施方案中，所述重组细胞包含所述重组载体；在一个具体的实施方案中，所述重组细胞包括农杆菌，优选为农杆菌EHA105。
[0016]在第三方面，本专利技术提供了水稻基因OsTPR075或其突变体在调控水稻抽穗期中的应用，所述应用包括使水稻过表达基因OsTPR075或使水稻包含前述的水稻基因OsTPR075的突变体。
[0017]所述应用可采取包括转基因、杂交或无性繁殖等手段实现。在一个实施方案中，含有所述突变体的转基因植物的制备方法包括将突变基因插入表达载体，并将表达载体导入宿主菌(如农杆菌)；用所述宿主菌转化目标植物，获得转基因植株；所述的目标植物为水稻。
[0018]在第四方面，本专利技术提供了一种调控水稻抽穗期的方法，所述方法包括通过上调或下调目的植物中水稻基因OsTPR075的表达量和/或活性来使抽穗期提早或延迟。
[0019]在一个实施方案中，所述方法包括通过构建过表达载体Ubi：OsTPR075，经转基因的方法获得过表达转基因植株，使目的植物中水稻基因OsTPR075的表达量和/或活性上调。
[0020]在一个实施方案中，所述方法包括通过对所述基因进行敲除或突变来下调目的植物中水稻基因OsTPR075的表达量和/或活性。
[0021]在一个实施方案中，采用含有实施突变体的生物材料转染植物组织，经筛选得到表达OsTPR075突变体编码蛋白的植物。
[0022]在一个实施方案中，通过对OsTPR075基因进行人为干预，导致无法表达蛋白、蛋白氨基酸发生改变或蛋白缺失部分片段的表达。
[0023]在一个优选实施方案中，以基因OsTPR075为靶标，设计基于CRISPR/Cas9的sgRNA序列，构建OsTPR075基因突变体的载体，获得所述基因功能缺失的转基因水稻。
[0024]在一个具体的实施方案中，所述sgRNA的核苷酸序列如SEQ ID No.14或SEQ ID No.18所示。
[0025]本专利技术还提供了水稻基因OsTPR075或其突变体在水稻种植领域中，例如水稻改良育种、制种中的应用。
[0026]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.水稻基因OsTPR075的突变体，其特征在于，所述突变体为SEQ ID No.1所示的核苷酸序列经过一个或几个碱基的取代、缺失和/或添加而获得的功能改变的突变体。2.根据权利要求1所述的水稻基因OsTPR075的突变体，其特征在于，所述突变体的核苷酸序列如SEQ ID No.2～SEQ ID No.5任一项所示。3.根据权利要求2所述的水稻基因OsTPR075的突变体，其特征在于，所述突变体编码的蛋白具有如SEQ ID No.7～SEQ ID No.10任一项所示的氨基酸序列。4.包含权利要求1～3中任一项所述的水稻基因OsTPR075的突变体的生物材料，所述生物材料包括表达盒、重组载体或重组细胞。5.根据权利要求4所述的生物材料，其特征在于，所述重组载体包括pCAMBIA1300载体。6.根据权利要求4所述的生物材料，其特征在于，所述重组细胞包括农杆菌，优选农杆菌EHA105。7.水稻基因OsTPR075或其突变体在调控水稻抽穗期中的应用，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋士勇，谢丽君，张亮，陈颖，张凡，申俊，杨丽佳，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：