一種提高水稻穗長(zhǎng)的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種提高水稻穗長(zhǎng)的方法，其包括如下步驟：將含有OsRhoGDI2基因的表達(dá)載體轉(zhuǎn)染到水稻中，然后培育水稻獲得T2代過(guò)表達(dá)OsRhoGDI2基因的轉(zhuǎn)基因水稻。采用本發(fā)明的方案獲得T2代過(guò)表達(dá)OsRhoGDI2基因的轉(zhuǎn)基因水稻，與對(duì)照相比，轉(zhuǎn)基因水稻的穗長(zhǎng)長(zhǎng)度提高21.3-32.9％。
【專利說(shuō)明】一種提高水稻穗長(zhǎng)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)和分子生物學(xué)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種通過(guò)基因工程技術(shù)提高水稻穗長(zhǎng)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]水稻是最重要的糧食作物之一，為世界上一半以上的人口提供食物和營(yíng)養(yǎng)來(lái)源。以矮桿育種和雜種優(yōu)勢(shì)利用為特征的水稻品種改良使水稻單產(chǎn)發(fā)生了兩次飛躍，為解決我國(guó)糧食問(wèn)題作出巨大貢獻(xiàn)。然而，近年來(lái)傳統(tǒng)的水稻育種面臨著產(chǎn)量潛力難以提高的局面，同時(shí)隨著我國(guó)人口的不斷增加，可耕土地的逐漸減少，糧食安全成為一個(gè)突出問(wèn)題。水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的提高和改善始終是品種改良的核心問(wèn)題。
[0003]近年來(lái)，隨著水稻基因組研究的進(jìn)展，分子技術(shù)在水稻育種上的應(yīng)用得到發(fā)展和完善，基因設(shè)計(jì)育種將有望成為水稻育種的第三次飛躍的突破口，遺傳改良和基因工程手段已經(jīng)成為提高作物產(chǎn)量的最有效手段之一，因此尋找與高產(chǎn)相關(guān)的功能基因，并通過(guò)基因工程技術(shù)培育水稻高產(chǎn)新品種是現(xiàn)代分子育種的發(fā)展方向。
[0004]水稻單位面積產(chǎn)量由每穗粒數(shù)、有效穗數(shù)、千粒重和結(jié)實(shí)率等因素構(gòu)成，其中株高、穗長(zhǎng)對(duì)水稻株形等性狀的影響巨大。穗長(zhǎng)是影響水稻產(chǎn)量的重要因素之一，是典型的數(shù)量性狀，遺傳基礎(chǔ)復(fù)雜，且易受環(huán)境等因素的影響。目前的研究主要集中在對(duì)穗長(zhǎng)基因的QTLs鑒定上，但是控制水稻穗長(zhǎng)性狀的關(guān)鍵基因尚未克隆，還未見(jiàn)有關(guān)通過(guò)基因工程技術(shù)改善水稻穗長(zhǎng)性狀的有關(guān)報(bào)道。
[0005]由于水稻的穗長(zhǎng)性狀屬于數(shù)量性狀，是多個(gè)基因控制的，且目前尚未獲得控制水稻穗長(zhǎng)性狀的關(guān)鍵基因，以提高水稻穗長(zhǎng)和穗粒數(shù)為研究目的的水稻育種尚未見(jiàn)成功的報(bào)道?，F(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)公開(kāi)了一個(gè)水稻R`ho蛋白調(diào)控基因OsRho⑶12 (梁衛(wèi)紅，唐朝榮，吳乃虎.兩種水稻GDP解離抑制蛋白基因的分離及特征分析，中國(guó)生物化學(xué)與分子生物學(xué)報(bào)，2004，20 (6) =785-791)，并在GenBank上登錄，登錄號(hào)為AY364312，但并未公開(kāi)該基因是控制水稻的穗長(zhǎng)性狀的關(guān)鍵基因。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供了一種提高水稻穗長(zhǎng)的方法，其包括如下步驟:將含有0sRhoGDI2基因的表達(dá)載體轉(zhuǎn)染到水稻中，然后培育水稻獲得T2代過(guò)表達(dá)OsRho⑶12基因的轉(zhuǎn)基因水稻。
[0007]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，所述含有0sRhoGDI2基因的載體是指通過(guò)包括如下步驟在內(nèi)的方法獲得:使用5’ -AACTGCAGGAACCCTCCTCCTCCTCC-3’和5’ -AACCTAGGGGACTTGCAGGGCCAGTC-3’作為引物，通過(guò)PCR擴(kuò)增OsRho⑶12基因添加合適的酶切位點(diǎn)，連接到植物表達(dá)載體PCAMBIA1302中。
[0008]在本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，其特征在于包括如下步驟:采用農(nóng)桿菌浸染法將含有0sRhoGDI2基因的表達(dá)載體轉(zhuǎn)化至水稻愈傷組織，篩選陽(yáng)性轉(zhuǎn)基因植株。[0009]本發(fā)明的方案將水稻Rho蛋白調(diào)控因子編碼基因OsRho⑶12構(gòu)建過(guò)表達(dá)植物載體，通過(guò)農(nóng)桿菌介導(dǎo)的方法轉(zhuǎn)化水稻愈傷組織，獲得T2代過(guò)表達(dá)OsRho⑶12基因的轉(zhuǎn)基因水稻，發(fā)現(xiàn)與對(duì)照相比，轉(zhuǎn)基因水稻的穗長(zhǎng)長(zhǎng)度提高21.3-32.9%。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1:對(duì)照水稻(左一)和OsRho⑶12基因過(guò)表達(dá)轉(zhuǎn)基因水稻T2代不同株系穗長(zhǎng)的比較。
【具體實(shí)施方式】:
[0011]實(shí)施例1
[0012]1.水稻OsRho⑶12基因過(guò)表達(dá)載體的構(gòu)建
[0013]設(shè)計(jì)引物Pl: (5’ -AACTGCAGGAACCCTCCTCCTCCTCC-3’，含有 PstI 酶切位點(diǎn))和 P2:(5，-AACCTAGGGGACTTGCAGGGCCAGTC-3，，含有 AvrII 酶切位點(diǎn))，通過(guò) PCR 擴(kuò)增為 OsRho⑶ 12基因cDNA編碼區(qū)5 ‘端和3’端分別添加PstI和AvrII酶切位點(diǎn)，連接到植物表達(dá)載體pCAMBIA1302(購(gòu)自CAMBIA公司)的相應(yīng)位點(diǎn)。連接產(chǎn)物轉(zhuǎn)化大腸桿菌DH5 α，在含有卡那霉素的LB平板上篩選轉(zhuǎn)化子，經(jīng)酶切和PCR鑒定后，測(cè)序確認(rèn)(pCAMBIA1302-0sRho⑶12載體的分子量為11344bp)。
[0014]2.水稻的遺傳轉(zhuǎn)化、篩選和T2代轉(zhuǎn)OsRho⑶12基因水稻性狀的分析
[0015]采用常規(guī)的水稻遺傳轉(zhuǎn)化方法，利用農(nóng)桿菌浸染法將0sRhoGDI2基因過(guò)表達(dá)載體轉(zhuǎn)化至水稻愈傷組織(將去穎殼的水稻種子點(diǎn)播在愈傷誘導(dǎo)培養(yǎng)基N6D2上。大約一周后，水稻種子能夠長(zhǎng)出愈傷。除去芽和根后，將愈傷置于新的的N6D2培養(yǎng)基上繼續(xù)誘導(dǎo)，大約10天能夠形成比較堅(jiān)硬的愈傷組織，可用于農(nóng)桿菌侵染。)利用潮霉素篩選陽(yáng)性愈傷組織，進(jìn)一步誘導(dǎo)培育再生陽(yáng)性轉(zhuǎn)基因植株，并進(jìn)行分子鑒定。轉(zhuǎn)基因水稻篩選至T2代時(shí)，對(duì)同一批次的對(duì)照水稻和T2代轉(zhuǎn)基因水稻進(jìn)行觀察，測(cè)量穗長(zhǎng)(如圖1所示)，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，統(tǒng)計(jì)樣本各120穗，統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示未轉(zhuǎn)基因的對(duì)照水稻的平均穗長(zhǎng)為16.13±1.25cm，轉(zhuǎn)基因水稻的平均穗長(zhǎng)19.56±2.31cm到22.05± 1.75cm之間。
[0016]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何不經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性勞動(dòng)的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書(shū)所限定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種提高水稻穗長(zhǎng)的方法，其包括如下步驟:將含有OsRhoGDI2基因的表達(dá)載體轉(zhuǎn)染到水稻中，然后培育水稻獲得T2代過(guò)表達(dá)OsRho⑶12基因的轉(zhuǎn)基因水稻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高水稻穗長(zhǎng)的方法，所述含有0sRhoGDI2基因的表達(dá)載體是通過(guò)包括如下步驟在內(nèi)的方法獲得:使用5’ -AACTGCAGGAACCCTCCTCCTCCTCC-3’和5’ -AACCTAGGGGACTTGCAGGGCCAGTC-3’作為引物，通過(guò)PCR擴(kuò)增OsRho⑶12基因，連接到植物表達(dá)載體中，所述的表達(dá)載體優(yōu)選為PCAMBIA1302。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的提高水稻穗長(zhǎng)的方法，其特征在于包括如下步驟:采用農(nóng)桿菌浸染法將含有0sRhoGDI2基因的表達(dá)載體轉(zhuǎn)化至水稻愈傷組織，篩選陽(yáng)性轉(zhuǎn)基因植株。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的提高水稻穗長(zhǎng)的方法，其特征在于所述的陽(yáng)性轉(zhuǎn)基因植株的穗長(zhǎng)在19-23cm之 間。
【文檔編號(hào)】C12N15/82GK103451226SQ201310054234
【公開(kāi)日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年1月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月30日
【發(fā)明者】梁衛(wèi)紅, 尚飛, 彭威風(fēng), 李莉, 謝先芝, 楊獻(xiàn)光, 黃俊駿, 王華華 申請(qǐng)人:河南師范大學(xué)