【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于植物基因工程，具体涉及到水稻osralf13基因及其编码的蛋白在调控水稻种子大小和提高水稻产量能力的应用。
技术介绍
1、植物的种子不仅对植物的繁殖起着重要作用，也是人类重要的食物来源。种子与人们的生活密切相关。我们日常食用的米、面都来自不同农作物的种子，例如大米是水稻的种子。水稻是重要的粮食作物，我国有一半以上人口以稻米为主食，粒重、穗粒数和有效穗数是水稻产量三要素，水稻籽粒大小和粒数是决定水稻产量的关键农艺性状，是水稻育种遗传改良的重要目标。水稻籽粒由胚和胚乳组成，胚和胚乳被糊粉层和薄薄的种皮覆盖。在成熟的籽粒中，胚乳占据大部分体积并决定籽粒大小。籽粒被颖壳包围，颖壳的大小和形状限制了胚和胚乳的生长和发育，因此影响最终的籽粒大小和形状。不同植物所携带的遗传基因不同，这些基因的协调作用形成多种信号，来调控种子生长到一定的大小就停止生长。因此要想改变种子的大小，就需要改变这些基因的组合。阐明水稻籽粒大小和粒数的调控机理对于提高水稻产量具有重要的指导意义。
2、受体蛋白激酶家族feronia-like receptor家族是水稻中细胞膜上的一类感受环境信号的蛋白，有17个家族成员，目前报道发现其中flr1，flr2，flr8和flr15调控种子大小。其中flr1调控种子大小主要由mapk信号途径介导。快速碱化因子rapidalkalinization factor(ralf)是一种5-kd分泌肽，作为一类进化保守的多肽信号分子，以基因家族形式存在，在植物生长发育中起到重要作用，其在双子叶植物拟南芥中调控花
技术实现思路
1、本专利技术主要解决的技术问题是：如何利用基因工程手段编辑osralf13基因提高水稻籽粒大小。
2、本专利技术的技术方案为：挖掘到与水稻粒型相关的osralf13基因((loc_os07g13450))，以水稻osralf13基因为靶标，设计了crispr/cas9的sgrna序列，将含有编码上述sgrna的dna片段连入crispr/cas9载体中，然后转化水稻，获得了水稻osralf13基因的编辑材料，并发现其种子粒型变大。
3、本专利技术公开了osralf13基因及其osralf13蛋白在提高水稻调控水稻种子大小中的应用，所述osralf13基因的表达量降低或消失，进而提高水稻籽粒大小；或者所述osralf13蛋白活性降低或者失活，进而提高水稻籽粒大小；所述osralf13基因的核苷酸序列如seq id no.1所示；所述osralf13基因编码的osralf13蛋白的氨基酸序列为seq idno.2所示。
4、优选地，利用基因编辑手段来弱化、敲除或者敲低osralf13基因的表达水平。
5、优选地，所述弱化的方法选自诱变、定点突变、同源重组中的至少一种。
6、优选地，利用crispr/cas9基因编辑技术，对水稻osralf13基因进行定点编辑，使得该基因功能缺失。
7、优选地，所述crispr/cas9基因编辑技术的具体方法为：在水稻osralf13基因中设计靶点，设计基于crispr/cas9的sgrna序列，将含有编码上述sgrna的dna片段连入crispr/cas9载体中转化水稻，实现对水稻osralf13基因的定点编辑，得到osralf13基因低表达的水稻品种；所述的osralf13的定点编辑区域包括启动子、5’-utr、编码区及3’-utr。
8、优选地，所述靶点为seq id no:3-4中至少一种。
9、优选地，所述sgrna的核苷酸序列包括seq id no:5-6所示的至少一种。
10、优选地，所述的定点编辑包括碱基取代、碱基缺失、碱基增加。
11、优选地，本专利技术公开的应用获得的基因编辑水稻在植物育种中的应用，所述应用为选育大粒型水稻新品种。
12、优选地，所述植物育种的方法包括转基因、杂交、回交、自交或无性繁殖。
13、本专利技术的有益效果：
14、本专利技术提供了一种osralf13基因及其编码的osralf13蛋白在调节水稻种子大小中的应用，其中，所述osralf13基因的核苷酸序列如seq id no.1所示。本专利技术利用crispr/cas9基因敲除技术在日本晴野生型水稻中靶向敲除水稻快速碱化因子基因osralf13，获得osralf13无表达的植物，结果表明osralf13突变体材料粒长变长、粒宽变宽，可用于调控水稻籽粒大小和水稻育种。
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1.OsRALF13基因及其编码的OsRALF13蛋白在提高水稻调控水稻种子大小中的应用，其特征在于，所述OsRALF13基因的表达量降低或消失，进而提高水稻籽粒大小；或者所述OsRALF13蛋白活性降低或者失活，进而提高水稻籽粒大小；所述OsRALF13基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示；所述OsRALF13基因编码的OsRALF13蛋白的氨基酸序列为SEQ IDNO.2所示。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，利用基因编辑手段来弱化、敲除或者敲低OsRALF13基因的表达水平。
3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述弱化的方法选自诱变、定点突变、同源重组中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，利用CRISPR/Cas9基因编辑技术，对水稻OsRALF13基因进行定点编辑，使得该基因功能缺失。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述CRISPR/Cas9基因编辑技术的具体方法为：在水稻OsRALF13基因中设计靶点，设计基于CRISPR/Cas9的sgRNA序列，将含有编码上述s
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述靶点为SEQ ID NO:3-4中至少一种。
7.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述sgRNA的核苷酸序列包括SEQ ID NO:5-6所示的至少一种。
8.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述的定点编辑包括碱基取代、碱基缺失、碱基增加。
9.根据权利要求2-8任一项所述应用获得的基因编辑水稻在植物育种中的应用，其特征在于，所述应用为选育大粒型水稻新品种。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述植物育种的方法包括转基因、杂交、回交、自交或无性繁殖。
...【技术特征摘要】
1.osralf13基因及其编码的osralf13蛋白在提高水稻调控水稻种子大小中的应用，其特征在于，所述osralf13基因的表达量降低或消失，进而提高水稻籽粒大小；或者所述osralf13蛋白活性降低或者失活，进而提高水稻籽粒大小；所述osralf13基因的核苷酸序列如seq id no.1所示；所述osralf13基因编码的osralf13蛋白的氨基酸序列为seq idno.2所示。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，利用基因编辑手段来弱化、敲除或者敲低osralf13基因的表达水平。
3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述弱化的方法选自诱变、定点突变、同源重组中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，利用crispr/cas9基因编辑技术，对水稻osralf13基因进行定点编辑，使得该基因功能缺失。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述crispr/cas9基因编辑技术的具体方法为：在水稻osr...
【专利技术属性】
技术研发人员：夏恺桐，匡新宇，汪龙，康研，石佳卉，秦晓彤，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：
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