CN103451226B - 一种提高水稻穗长的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种提高水稻穗长的方法，其包括如下步骤：将含有OsRhoGDI2基因的表达载体转染到水稻中，然后培育水稻获得T2代过表达OsRhoGDI2基因的转基因水稻。采用本发明的方案获得T2代过表达OsRhoGDI2基因的转基因水稻，与对照相比，转基因水稻的穗长长度提高21.3-32.9％。
Description
技术领域
本发明属于农业和分子生物学领域，具体而言，涉及一种通过基因工程技术提高水稻穗长的方法。
背景技术
水稻是最重要的粮食作物之一，为世界上一半以上的人口提供食物和营养来源。以矮杆育种和杂种优势利用为特征的水稻品种改良使水稻单产发生了两次飞跃，为解决我国粮食问题作出巨大贡献。然而，近年来传统的水稻育种面临着产量潜力难以提高的局面，同时随着我国人口的不断增加，可耕土地的逐渐减少，粮食安全成为一个突出问题。水稻产量和品质的提高和改善始终是品种改良的核心问题。
近年来，随着水稻基因组研究的进展，分子技术在水稻育种上的应用得到发展和完善，基因设计育种将有望成为水稻育种的第三次飞跃的突破口，遗传改良和基因工程手段已经成为提高作物产量的最有效手段之一，因此寻找与高产相关的功能基因，并通过基因工程技术培育水稻高产新品种是现代分子育种的发展方向。
水稻单位面积产量由每穗粒数、有效穗数、千粒重和结实率等因素构成，其中株高、穗长对水稻株形等性状的影响巨大。穗长是影响水稻产量的重要因素之一，是典型的数量性状，遗传基础复杂，且易受环境等因素的影响。目前的研究主要集中在对穗长基因的QTLs鉴定上，但是控制水稻穗长性状的关键基因尚未克隆，还未见有关通过基因工程技术改善水稻穗长性状的有关报道。
由于水稻的穗长性状属于数量性状，是多个基因控制的，且目前尚未获得控制水稻穗长性状的关键基因，以提高水稻穗长和穗粒数为研究目的的水稻育种尚未见成功的报道。现有技术已经公开了一个水稻Rho蛋白调控基因OsRhoGDI2(梁卫红，唐朝荣，吴乃虎.两种水稻GDP解离抑制蛋白基因的分离及特征分析，中国生物化学与分子生物学报，2004，20(6)：785-791)，并在GenBank上登录，登录号为AY364312，但并未公开该基因是控制水稻的穗长性状的关键基因。
发明内容
本发明提供了一种提高水稻穗长的方法，其包括如下步骤：将含有OsRhoGDI2基因的表达载体转染到水稻中，然后培育水稻获得T2代过表达OsRhoGDI2基因的转基因水稻。
在本发明的一个优选实施方式中，所述含有OsRhoGDI2基因的载体是指通过包括如下步骤在内的方法获得：使用5’-AACTGCAGGAACCCTCCTCCTCCTCC-3’和5’-AACCTAGGGGACTTGCAGGGCCAGTC-3’作为引物，通过PCR扩增OsRhoGD12基因添加合适的酶切位点，连接到植物表达载体pCAMBIA1302中。
在本发明的另一个优选实施方式中，其特征在于包括如下步骤：采用农杆菌浸染法将含有OsRhoGDI2基因的表达载体转化至水稻愈伤组织，筛选阳性转基因植株。
本发明的方案将水稻Rho蛋白调控因子编码基因OsRhoGDI2构建过表达植物载体，通过农杆菌介导的方法转化水稻愈伤组织，获得T2代过表达OsRhoGDI2基因的转基因水稻，发现与对照相比，转基因水稻的穗长长度提高21.3-32.9％。
附图说明
图1：对照水稻(左一)和OsRhoGDI2基因过表达转基因水稻T2代不同株系穗长的比较。
具体实施方式：
实施例1
1.水稻OsRhoGDI2基因过表达载体的构建
设计引物P1：(5’-AACTGCAGGAACCCTCCTCCTCCTCC-3’，含有PstI酶切位点)和P2：(5’-AACCTAGGGGACTTGCAGGGCCAGTC-3’，含有AvrII酶切位点)，通过PCR扩增为OsRhoGDI2基因cDNA编码区5‘端和3’端分别添加PstI和AvrII酶切位点，连接到植物表达载体pCAMBIA1302(购自CAMBIA公司)的相应位点。连接产物转化大肠杆菌DH5α，在含有卡那霉素的LB平板上筛选转化子，经酶切和PCR鉴定后，测序确认(pCAMBIA1302-OsRhoGDI2载体的分子量为11344bp)。
2.水稻的遗传转化、筛选和T2代转OsRhoGDI2基因水稻性状的分析
采用常规的水稻遗传转化方法，利用农杆菌浸染法将OsRhoGDI2基因过表达载体转化至水稻愈伤组织(将去颖壳的水稻种子点播在愈伤诱导培养基N6D2上。大约一周后，水稻种子能够长出愈伤。除去芽和根后，将愈伤置于新的的N6D2培养基上继续诱导，大约10天能够形成比较坚硬的愈伤组织，可用于农杆菌侵染。)利用潮霉素筛选阳性愈伤组织，进一步诱导培育再生阳性转基因植株，并进行分子鉴定。转基因水稻筛选至T2代时，对同一批次的对照水稻和T2代转基因水稻进行观察，测量穗长(如图1所示)，进行统计学分析，统计样本各120穗，统计结果显示未转基因的对照水稻的平均穗长为16.13±1.25cm，转基因水稻的平均穗长19.56±2.31cm到22.05±1.75cm之间。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
Claims (4)
1.一种提高水稻穗长的方法，其包括如下步骤：将含有OsRhoGDI2基因的表达载体转染到水稻中，然后培育水稻获得T2代过表达OsRhoGDI2基因的转基因水稻。
2.根据权利要求1所述的提高水稻穗长的方法，所述含有OsRhoGDI2基因的表达载体是通过包括如下步骤在内的方法获得：使用5’-AACTGCAGGAACCCTCCTCCTCCTCC-3’和5’-AACCTAGGGGACTTGCAGGGCCAGTC-3’作为引物，通过PCR扩增OsRhoGDI2基因，连接到植物表达载体中，所述的表达载体为pCAMBIA1302。
3.根据权利要求1或2所述的提高水稻穗长的方法，其特征在于包括如下步骤：采用农杆菌浸染法将含有OsRhoGDI2基因的表达载体转化至水稻愈伤组织，筛选阳性转基因植株。
4.根据权利要求3所述的提高水稻穗长的方法，其特征在于所述的阳性转基因植株的穗长在19-23cm之间。
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