CN116144700A - 水稻OsbZIP53基因或其编码的蛋白在提高水稻产量中的应用 - Google Patents

水稻OsbZIP53基因或其编码的蛋白在提高水稻产量中的应用 Download PDF

Info

Publication number
CN116144700A
CN116144700A CN202211652742.3A CN202211652742A CN116144700A CN 116144700 A CN116144700 A CN 116144700A CN 202211652742 A CN202211652742 A CN 202211652742A CN 116144700 A CN116144700 A CN 116144700A
Authority
CN
China
Prior art keywords
osbzip53
rice
gene
grain
vector
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202211652742.3A
Other languages
English (en)
Inventor
鄂志国
吴丽娟
何禹畅
韩聪
王磊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China National Rice Research Institute
Original Assignee
China National Rice Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China National Rice Research Institute filed Critical China National Rice Research Institute
Priority to CN202211652742.3A priority Critical patent/CN116144700A/zh
Publication of CN116144700A publication Critical patent/CN116144700A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09—Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63—Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79—Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/82—Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • C12N15/8241—Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology
    • C12N15/8261—Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07K—PEPTIDES
    • C07K14/00—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/415—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from plants
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09—Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63—Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79—Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/82—Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • C12N15/8201—Methods for introducing genetic material into plant cells, e.g. DNA, RNA, stable or transient incorporation, tissue culture methods adapted for transformation
    • C12N15/8202—Methods for introducing genetic material into plant cells, e.g. DNA, RNA, stable or transient incorporation, tissue culture methods adapted for transformation by biological means, e.g. cell mediated or natural vector
    • C12N15/8205—Agrobacterium mediated transformation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09—Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63—Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79—Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/82—Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • C12N15/8216—Methods for controlling, regulating or enhancing expression of transgenes in plant cells
    • C12N15/8218—Antisense, co-suppression, viral induced gene silencing [VIGS], post-transcriptional induced gene silencing [PTGS]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/146—Genetically Modified [GMO] plants, e.g. transgenic plants

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)

Abstract

本发明公开了水稻OsbZIP53基因或其编码的蛋白在提高水稻产量中的应用，涉及生物工程技术领域。本发明通过敲除水稻中OsbZIP53基因，与野生型植株相比，转基因水稻谷粒粒长、粒宽和千粒重均增加；而在水稻中过表达OsbZIP53基因，水稻谷粒粒长、粒宽和千粒重均减少，说明OsbZIP53基因能调控水稻粒型和产量，具有生产应用的潜能。

Description

水稻OsbZIP53基因或其编码的蛋白在提高水稻产量中的应用
技术领域
本发明涉及生物工程技术领域，具体涉及水稻OsbZIP53基因或其编码的蛋白在提高水稻产量中的应用。
背景技术
种子的休眠、萌发，植株的生长发育及生物与非生物胁迫应答等生物学过程中，不同基因通常有着不同的时空表达特异性和胁迫诱导反应，它们的表达受转录因子的精准调控。碱性亮氨酸拉链(basic leucine zipper，bZIP)蛋白是一类重要的转录因子，在植物中广泛分布，参与调控各种生物学进程。
粒重是决定水稻产量的重要性状，转录因子OsbZIP47参与调控水稻籽粒的大小和重量。过表达OsbZIP47的转基因植株籽粒细长，而osbZIP47突变体籽粒变宽。研究发现CC类谷氧还蛋白WG1能与OsbZIP47直接互作，并招募转录共抑制子ASP1来抑制OsbZIP47的转录活性；而E3泛素连接酶GW2可以泛素化WG1，并调控WG1的蛋白稳定性。因此，GW2-WG1-OsbZIP47构成了一个调控水稻种子发育的通路(Hao J Q，Wang D K，Wu Y B，et a1.TheGW2-WG1-OsbZIP47 pathway controls grain size and weight in rice[J].MolecularPlant，2021，14(8)：1266-1280.)。RISBZ1(即OsbZIP58)在水稻灌浆过程中起重要作用，影响种子中游离赖氨酸含量和储藏蛋白积累。研究还发现，OsbZIP58能直接与六个淀粉合成基因OsAGPL3、Wx、OsSSIIa、SBE1、OsBEIIb和ISA2的启动子结合，调节它们的表达，从而调节水稻胚乳中淀粉的生物合成。突变体osbZIP58种子形态异常，总淀粉和直链淀粉含量降低，且支链淀粉的短链比例较高、中链比例较低(Wang J C，Xu H，Zhu Y，Liu Q Q，etal.OsbZIP58，a basic leucine zipper transcription factor，regulates starchbiosynthesis in rice endosperm[J].Journal of Experimental Botany，2013，64(11)：3453-3466.)。此外，锌指蛋白OsLOL1与OsbZIP58互作，并经OsbZIP58激活贝壳杉烯氧化酶基因OsKO2表达，影响GA生物合成，从而促进胚乳糊粉层细胞程序化死亡(programmed celldeath，PCD)和种子萌发。OsbZIP76自身无转录激活活性，但它能分别与核因子Y家族转录因子OsNF-YB1和OsNF-YB9互作，调控水稻胚乳发育，共同参与储藏物质积累。突变体osbZIP76的胚乳细胞化进程提前，表现出和osnf-yb1类似的籽粒变小和直链淀粉含量降低等表型(Niu B，Deng H，Li T，et al.OsbZIP76 interacts with OsNF-YBs and regulatesendosperm cellularization in rice(Oryza sativa)[J].Journal of IntegrativePlant Biology，2020，62(12)：1983-1996.)。
碱性亮氨酸拉链蛋白家族已有多个成员被报道参与调控籽粒的大小和重量，而OsbZIP53调控水稻粒型和粒重的报道并未见。
发明内容
本发明提供了水稻碱性亮氨酸拉链蛋白家族转录因子OsbZIP53的应用。具体为水稻OsbZIP53基因或其编码的蛋白在提高水稻产量中的应用。水稻OsbZIP53蛋白编码基因OsbZIP53，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。将构建的植物过表达载体pCUbi1390-OsbZIP53在野生型日本晴中进行表达，发现转基因植株T3代植株的稻谷籽粒粒长和千粒重比野生型植株的相对应指标明显减少，而OsbZIP53基因CRISPR编辑株系的T3代株系稻谷籽粒粒长和千粒重比野生型植株的相对应指标显著增加。可见，本发明所述的水稻OsbZIP53蛋白编码基因OsbZIP53是一个潜在的可作为基因工程提高水稻产量的靶点，具有重要的应用价值。
具体的技术方案如下：
本发明提供了水稻OsbZIP53基因或其编码的蛋白在提高水稻产量中的应用。
本发明还提供了水稻OsbZIP53基因或其编码的蛋白在调控水稻谷粒粒长、粒宽和粒重中的应用。
所述OsbZIP53基因的CDs区核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示，OsbZIP53基因编码的蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.3所示。
本发明还提供了一种提高水稻产量的方法，在水稻作物中沉默或敲除OsbZIP53基因。所述OsbZIP53基因的CDs区核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。
具体的，包括以下步骤：
(1)构建OsbZIP53基因沉默或敲除载体；
(2)将步骤(1)构建的OsbZIP53基因沉默或敲除载体导入水稻的细胞中，将CDs区核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示的OsbZIP53基因沉默或敲除，培养后获得转基因植株。
优选的，载体为pCAMBIA1300。
转化受体植物时，可采用农杆菌介导转化的方法，所述农杆菌基因工程菌具体可以为农杆菌EHA105菌株。步骤(2)将OsbZIP53基因沉默或敲除载体转入农杆菌基因工程菌后，侵染水稻的细胞。
所述受体植物为水稻。所述水稻的品种可以为粳稻日本晴(Nipponbare)或中花11(ZH11)，但不仅限于日本晴或中花11。
优选的，农杆菌侵染的细胞来源为水稻种子诱导的愈伤组织。除了水稻种子诱导的愈伤组织，也包括水稻植株上取得的组织样品诱导的愈伤组织，或者是其他在转基因后能够培育出植株的方式也可以。
本发明具备的有益效果：
本发明通过敲除水稻中OsbZIP53基因，与野生型植株相比，转基因水稻谷粒粒长、粒宽和千粒重均增加；而在水稻中过表达OsbZIP53基因，水稻谷粒粒长、粒宽和千粒重均减少，说明OsbZIP53基因能调控水稻粒型和产量，具有生产应用的潜能。
附图说明
图1为转基因株系潮霉素鉴定图，其中CK-：日本晴野生型株系；CK+：含潮霉素基因载体。
图2为OsbZIP53基因的基因结构和敲除突变体的突变类型图。
图3为过表达株系中OsbZIP53基因表达量图，其中，**表示p＜0.01。
图4为表达模式分析(B)和亚细胞定位(A)图。
图5为OsbZIP53基因敲除(A)和过表达(B)株系粒型和千粒重图。
具体实施方式
实施例1
1.CRISPR/Cas9敲除载体构建
根据ricedata(RiceData＝＝水稻基因数据库)网站提供的OsbZIP53(LOC_Os06g50310)的基因组序列(序列如SEQ ID NO.1所示)，通过CRISPR-P(http：//crispr.hzau.edu.cn/)网站选择特异性较高的含有NGG(PAM)的靶位点。为降低脱靶效应，利用Gramene(http：//www.gramene.org/)网站检测靶位点序列的特异性。最后确定了位于OsbZIP53基因外显子上的靶位点序列(ACAGCGGCACGGTTACCCGA)为编辑靶点，设计引物OsbZIP53-CasF/R，构建载体。所用载体和方法参考文献(MA X L，ZHANG Q Y，ZHU Q L，etal，2015.A Robust CRISPR/Cas9 System for Convenient，High-Efficiency MultiplexGenome Editing in Monocot and Dicot Plants.Molecular plant，8(8)：1274-1284.DOI：10.1016/j.molp.2015.04.007.)。
引物序列如下：
OsbZIP53-CasF：GGCACAGCGGCACGGTTACCCGA：
OsbZIP53-CasR：AAACTCGGGTAACCGTGCCGCTG。
2.过表达载体构建
使用植物双元表达质粒pCAMBIA1300-UBI(淼灵生物)构建OsbZIP53过表达载体。设计引物OsbZIP53-OX-F/R，以日本晴的cDNA为模板，扩增OsbZIP53基因全长CDS序列(核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示，编码蛋白氨基酸序列如SEQ ID NO.3所示)。同时用KpnI和PstI双酶切pCAMBIA1300-UBI载体，回收后得到线性化片段，用T4连接酶将OsbZIP53全长CDS和线性化载体连接。酶切和测序验证得到正确的过表达载体：pCAMBIA1300-UBI-OsbZIP53。将pCAMBIA1300-UBI-OsbZIP53转化根癌农杆菌EHA105感受态，得到pCAMBIA1300-UBI-OsbZIP53农杆菌菌液。
引物序列如下：
OsbZIP53-OX-F：GGTACCATGGATGACGGGGACCTCGAT；
OsbZIP53-OX-R：CTGCAGTCATTTCTTTTCAGAATTTG。
3.农杆菌转化法构建OsbZIP53过表达株系
为获得OsbZIP53的敲除和过表达材料，采用农杆菌介导的遗传转化方法，OsbZIP53过表达载体转入野生型日本晴(Nip)品种中，OsbZIP53敲除载体转入野生型中花11(ZH11)品种中。具体操作步骤如下：
1)水稻愈伤组织培养：挑选成熟饱满的种子20g左右，进行剥壳。在超净台中，先用无菌水清洗两遍。再用75％酒精浸泡2min，用无菌水清洗种子2次，重复操作灭菌一次。加入次氯酸钠消毒液浸泡种子，将其密封放置摇床摇20min。再于超净台上，用无菌水清洗至无泡沫为止。灭菌后的种子置于无菌滤纸上，在超净台中吹干表面水分。再将种子用消毒过后的镊子均匀平铺于N6B5培养基上，置于28℃暗室培养。为减少种子污染率，整个操作应注意勿将细菌沾染到培养基中。
2)农杆菌浸染愈伤组织：分别将含有敲除、过表达和sGFP融合标签质粒转入到农杆菌中，将培养好的菌液离心收集。用PHI悬浮液重悬菌体。调整浓度至OD600在0.08-0.1。按照0.2％(v/v)加入乙酰丁香酮(As)。收集生长状态良好的愈伤组织，放入到无菌培养瓶中，加入约40mL配好的PHI农杆菌悬浮液，室温静置20min，每5分钟晃动一次。倒掉悬浮液，将愈伤组织在无菌纸上，放置于超净台至吹干。最后将愈伤组织转移到装有新的无菌纸的培养皿中，用封口膜密封，放于19℃暗室环境，3天。
3)抗性愈伤筛选：将上述共培养的愈伤组织转移到含500mg/L头孢噻肟、400mg/L羧苄青霉素和50mg/L潮霉素的N6B5筛选培养基上。
4)分化与生根：大部分愈伤组织在筛选后10天左右褐化，将其转移到含50mg/L潮霉素B和250mg/L羧苄青霉素分化培养基上。将分化培养基上长出约2cm的小苗转移到含50mg/L潮霉素B和200mg/L羧苄青霉素的生根培养基上。以上操作均在无菌超净台中进行。
5)壮苗和移栽：培养两周左右，选择高约10em且根系发达的小苗，用温水清洗掉培养基，移栽到温室。
OsbZIP53过表达株系用潮霉素引物(hygF/hygR)进行PCR检测。结果表明，随机选取的13株转基因植株中，7株潮霉素鉴定为阳性，初步说明pCAMBIA1300-UBI-OsbZIP53过表达载体已经成功转入水稻植株中(图1)。
引物序列如下：
hygF：5′-GTGCTTGACATTGGGGAGTT-3′；
hygR：5′-GATGTTGGCGACCTCGTATT-3′。
通过CRISPR/Cas9技术得到28株OsbZIP53敲除转基因株系，通过扩增潮霉素基因片段(引物hygF/hygR)共检测到27株阳性株系(图2)，经多世代种植后，通过引物Cr-bZIP53-F/R扩增包含靶位点的目的片段进行敲除类型检测，得到两种纯合的OsbZIP53敲除株系：***碱基(+C，命名为Cr-OsbZIP53-1)，另一种为缺失碱基C(-C，命名为Cr-OsbZIP53-2)。
引物序列如下：
Cr-bZIP53-F：5′-CCTCAAGGATACGGAGCACC-3′；
Cr-bZIP53-R：5′AAAGTCACAGGAGTTCATAA-3′。
实施例2
过表达株系的OsbZIP53表达量鉴定。
收集潮霉素阳性转基因T0代水稻植株的种子，于2022年5-10月进行田间种植T2代株系，待水稻分蘖期选取幼嫩叶片提取总RNA，反转录成cDNA进行qRT-PCR(同上)。采用qRT-53F和qRT-53R引物检测OsbZIP53基因在不同T2代水稻株系中的表达情况。qRT-PCR试剂使用的是PowerUpTMSYBRTMGreen Master Mix，PCR仪器为Thermal Cycle Dice Real TimeSystem。以Actin基因为内参，采用2-ΔΔCT法测定目标基因的相对表达量。进行三个生物学重复。结果表明，T2代转基因株系中编号为Ox-OsbZIP53-7的转基因株系OsbZIP53基因的表达量显著高于野生型株系中OsbZIP53的表达量，该株系为OsbZIP53过表达株系(图3)。
引物序列如下：
qRT-53F：CTGGAGGAGGAGGTTGTTCA；
qRT-53R：TGAACAACCTCCTCCTCCAG。
实施例3
基因OsbZIP53的亚细胞定位。
为了探索OsbZIP53的亚细胞定位，本实验将OsbZIP53的CDS全长构建在带有绿色荧光蛋白(GFP)标签的载体pAN580(BioVector质粒载体菌株细胞蛋白抗体基因保藏中心-NTCC典型培养物保藏中心)上，即OsbZIP53-pAN580-GFP。将对照的空白载体Empty-pAN580-GFP和OsbZIP53-pAN580-GFP分别在水稻原生质体中瞬时表达。本实验将细胞核定位Marker：pCFP-Ghd7质粒与OsbZIP53-pAN580-GFP载体质粒共转于水稻原生质体中，作为阳性对照。pCFP-Ghd7质粒来源及构建参见文献(Gao H，Jin MN，Zheng XM(2014)Days toheading 7，a major
Figure BDA0004010447620000061
titative locus determining photoperiod sensitivity andregional adaptation in rice.Proc Natl Acad Sci USA.111(51)：16337-16342.)。
1)准备好水稻苗，对其进行遮光处理，约10天左右，将叶片收集并放置在添加ddH2O的培养皿上。
2)除去根部和叶片，将剩余的苗切成细小的片段。
3)将切碎的片段转移至50mL小锥形瓶中，将0.6M浓度的甘露醇溶液倒入锥形瓶中，锡箔纸包住锥形瓶，静置15min。
4)用滤筛过滤掉甘露醇，将滤渣放回到原来的锥形瓶中，加入20mL新配制的酶解液(加羧卞青霉素)，28℃，80rpm避光摇晃4-6h。
5)将酶解液过滤掉，收集滤渣到原来的锥形瓶中，加15mL W5(加羧卞青霉素)用力摇晃10s左右，过滤并收集原生质体于新的50mL离心管中。重复此步骤2-3次。将收集好的原生质体放于离心机中，1500rpm，离心5min收集原生质体，将上清弃置。
6)将W5溶液倒入到收集好的原生质体中，约15mL，轻轻混匀，放于离心机中，1500rpm，离心5min。弃去上清，重复操作2次，根据实验需要，可继续重复清洗。
7)加入适量W5溶液(0.8-1.5mL)重悬原生质体。
8)将10μL质粒和100μL原生质体依次加入到离心管中，轻轻弹打管底混匀，加入100μL新配制的PEG4000溶液，轻弹管底混匀，室温静置半个小时。
9)加入450μL W5溶液，轻轻弹打管壁混匀，1500rpm，离心3min收集原生质体，用枪头轻轻吸弃上清，枪头勿碰到原生质体。
10)加入1mL W5溶液轻轻弹打，混匀原生质体。28℃放于暗室，静置24h左右。
11)1500rpm，离心1min，弃去上清，留100μL用作后续实验观察。
实验结果显示，OsbZIP53在细胞核和细胞质中都有表达，主要定位于细胞核中(图4A)。
实施例4
基因OsbZIP53在水稻不同器官中的表达特征。
提取水稻根(35天)、茎(35天)、叶鞘(35天)、叶片(35天)，幼穗(5-8cm)、灌浆种子(12天)的RNA，反转录成cDNA进行qRT-PCR分析。具体操作方法同实施例1。以水稻组成型表达基因Actin(ActinF和ActinR)为内参，采用qRT-53F和qRT-53R引物对来自不同水稻组织的cDNA模板进行扩增，检测OsbZIP53基因在不同组织中的表达情况。结果显示OsbZIP53为组成型表达，并且在灌浆的水稻种子中表达量明显高于在其他组织的表达量(图4B)。
引物序列如下：
ActinF：GAAATGGAGACTGCCAAGACC；
ActinR：TTGGCAATCCACATCTGCTG。
实施例5
表型性状考察。
将T2代转基因株系于5-10月份种植在大田环境中，常规日照和水肥管理。至成熟期，收集野生型日本晴植株(Nip)和OsbZIP53过表达株系(命名为OsbZIP53_OE)各10株，统计粒长、粒宽和千粒重(图5)；收集野生型中花11株系(ZH11)和OsbZIP53敲除株系(命名为OsbZIP53_CR)各10株，统计粒长、粒宽和千粒重(图5)。结果显示，OsbZIP53_CR株系的粒长和粒宽均大于野生型株系(图5A)；OsbZIP53_OE株系的粒长小于野生型株系，粒宽略小于野生型株系(图5B)。此外，OsbZIP53_CR株系的千粒重较野生型中花11株系有所增加(图5A)，OsbZIP53_OE株系的千粒重较野生型日本晴株系有所减少(图5A)。说明OsbZIP53能调控水稻粒型和产量，具有生产应用的潜能。

Claims (9)

1.水稻OsbZIP53基因或其编码的蛋白在提高水稻产量中的应用。
2.水稻OsbZIP53基因或其编码的蛋白在调控水稻谷粒粒长、粒宽和粒重中的应用。
3.如权利要求1或所述的应用，其特征在于，所述OsbZIP53基因的CDs区核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示，OsbZIP53基因编码的蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.3所示。
4.一种提高水稻产量的方法，其特征在于，在水稻作物中沉默或敲除OsbZIP53基因。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述OsbZIP53基因的CDs区核苷酸序列如SEQID NO.2所示。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)构建OsbZIP53基因沉默或敲除载体；
(2)将步骤(1)构建的OsbZIP53基因沉默或敲除载体导入水稻的细胞中，将CDs区核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示的OsbZIP53基因沉默或敲除，培养后获得转基因植株。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，载体为pCAMBIA1300。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(2)将OsbZIP53基因沉默或敲除载体转入农杆菌基因工程菌后，侵染水稻的细胞；所述农杆菌基因工程菌为农杆菌EHA105菌株。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，农杆菌侵染的细胞来源为水稻种子诱导的愈伤组织。
CN202211652742.3A 2022-12-21 2022-12-21 水稻OsbZIP53基因或其编码的蛋白在提高水稻产量中的应用 Pending CN116144700A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211652742.3A CN116144700A (zh) 2022-12-21 2022-12-21 水稻OsbZIP53基因或其编码的蛋白在提高水稻产量中的应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211652742.3A CN116144700A (zh) 2022-12-21 2022-12-21 水稻OsbZIP53基因或其编码的蛋白在提高水稻产量中的应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116144700A true CN116144700A (zh) 2023-05-23

Family

ID=86353516

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211652742.3A Pending CN116144700A (zh) 2022-12-21 2022-12-21 水稻OsbZIP53基因或其编码的蛋白在提高水稻产量中的应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116144700A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117866983A (zh) * 2024-03-11 2024-04-12 浙江大学海南研究院 OsbZIP10基因在调控水稻籽粒直链淀粉含量中的应用

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117866983A (zh) * 2024-03-11 2024-04-12 浙江大学海南研究院 OsbZIP10基因在调控水稻籽粒直链淀粉含量中的应用
CN117866983B (zh) * 2024-03-11 2024-05-07 浙江大学海南研究院 OsbZIP10基因在调控水稻籽粒直链淀粉含量中的应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112921051B (zh) 一种通过基因编辑技术创制西瓜雄性不育种质的方法
CN112226455A (zh) 一种水稻籽粒粒长和粒重相关蛋白及其编码基因与应用
CN110358772B (zh) 提高水稻非生物胁迫抗性的OsEBP89基因及制备方法与应用
WO2023005160A1 (zh) 一种禾本科植物的遗传转化方法
CN116144700A (zh) 水稻OsbZIP53基因或其编码的蛋白在提高水稻产量中的应用
CN104829699B (zh) 一种与植物抗逆性相关蛋白Gshdz4及其编码基因与应用
CN102586250A (zh) 一种姜花萜类花香基因Hctps1启动子及其应用
CN114940998B (zh) 一种玉米转录因子ZmEREB92及应用
CN116790625A (zh) 槟榔erf116基因及其在植物器官脱落中的应用
CN107557384B (zh) 一种诱导植株矮化的遗传转化体系及其构建和应用
CN114085854B (zh) 一种水稻抗旱、耐盐基因OsSKL2及其应用
CN108218967B (zh) 水稻抽穗期相关蛋白及其编码基因与应用
CN113024645B (zh) 小麦转录因子wrky70基因在调控植物生长发育中的应用
CN104805093B (zh) 水稻基因OsLOL3在延缓植物叶片衰老和提高植物耐旱性中的应用
CN109182350B (zh) 玉米Zm675基因在植物品质改良中的应用
CN104774826B (zh) 一种组蛋白脱乙酰化酶及其编码基因和应用
CN104673803B (zh) 基因甲基化在调控基因表达方面的应用
CN112342235A (zh) GmDGAT2A在提高大豆油含量并增加亚油酸含量中的应用
Otani et al. Genetic transformation of sweet potato (Ipomoea batatas (L.) Lam.) by Agrobacterium tumefaciens
CN114591984B (zh) OsAP79基因诱导水稻抗褐飞虱的应用
CN116515893B (zh) OsbHLH6基因及其蛋白质在提高作物耐冷性的应用
CN114231556B (zh) GmECT2在调控植物高度方面的应用
CN116769798B (zh) 狗尾草抗旱耐盐基因SvWRKY64及其应用
CN116716336B (zh) OsSKIPa基因及其编码蛋白在调控植物种子发育中的应用
CN107099534A (zh) 一种在植物生长的特定时期内表达的水稻种子特异性启动子

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination