CN103451226B - 一种提高水稻穗长的方法 - Google Patents
一种提高水稻穗长的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103451226B CN103451226B CN201310054234.XA CN201310054234A CN103451226B CN 103451226 B CN103451226 B CN 103451226B CN 201310054234 A CN201310054234 A CN 201310054234A CN 103451226 B CN103451226 B CN 103451226B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- rice
- gene
- osrhogdi2
- expression vector
- panicle length
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 title claims abstract description 58
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 title claims abstract description 58
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 title 1
- 241000209094 Oryza Species 0.000 claims abstract description 58
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims abstract description 24
- 230000009261 transgenic effect Effects 0.000 claims abstract description 16
- 239000013604 expression vector Substances 0.000 claims abstract description 10
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims description 9
- 241000589158 Agrobacterium Species 0.000 claims description 5
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims description 3
- 238000012408 PCR amplification Methods 0.000 claims 1
- 206010020649 Hyperkeratosis Diseases 0.000 description 8
- 238000009395 breeding Methods 0.000 description 7
- 230000001488 breeding effect Effects 0.000 description 7
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 5
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 4
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 3
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 3
- 238000010353 genetic engineering Methods 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 2
- 238000003208 gene overexpression Methods 0.000 description 2
- 101150044508 key gene Proteins 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 108091026890 Coding region Proteins 0.000 description 1
- YQYJSBFKSSDGFO-UHFFFAOYSA-N Epihygromycin Natural products OC1C(O)C(C(=O)C)OC1OC(C(=C1)O)=CC=C1C=C(C)C(=O)NC1C(O)C(O)C2OCOC2C1O YQYJSBFKSSDGFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000620209 Escherichia coli DH5[alpha] Species 0.000 description 1
- 108700005075 Regulator Genes Proteins 0.000 description 1
- 229940027138 cambia Drugs 0.000 description 1
- 239000002299 complementary DNA Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- KXZOIWWTXOCYKR-UHFFFAOYSA-M diclofenac potassium Chemical compound [K+].[O-]C(=O)CC1=CC=CC=C1NC1=C(Cl)C=CC=C1Cl KXZOIWWTXOCYKR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 210000005069 ears Anatomy 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000001976 enzyme digestion Methods 0.000 description 1
- 235000021393 food security Nutrition 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 229930027917 kanamycin Natural products 0.000 description 1
- SBUJHOSQTJFQJX-NOAMYHISSA-N kanamycin Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CN)O[C@@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O[C@@H]2[C@@H]([C@@H](N)[C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)[C@H](N)C[C@@H]1N SBUJHOSQTJFQJX-NOAMYHISSA-N 0.000 description 1
- 229960000318 kanamycin Drugs 0.000 description 1
- 229930182823 kanamycin A Natural products 0.000 description 1
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 description 1
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 1
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000012163 sequencing technique Methods 0.000 description 1
- 238000007619 statistical method Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000011426 transformation method Methods 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
- Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310054234.XA CN103451226B (zh) | 2013-01-30 | 2013-01-30 | 一种提高水稻穗长的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310054234.XA CN103451226B (zh) | 2013-01-30 | 2013-01-30 | 一种提高水稻穗长的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103451226A CN103451226A (zh) | 2013-12-18 |
| CN103451226B true CN103451226B (zh) | 2015-07-15 |
Family
ID=49734063
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310054234.XA Expired - Fee Related CN103451226B (zh) | 2013-01-30 | 2013-01-30 | 一种提高水稻穗长的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103451226B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104862325B (zh) * | 2015-06-01 | 2018-04-24 | 河南师范大学 | 水稻促分裂原活化蛋白激酶基因OsMPK15在提高种子活力上的应用 |
| CN107217057B (zh) * | 2016-03-21 | 2019-08-16 | 华中农业大学 | 水稻rag2基因在提高水稻数量性状中的应用 |
| CN109097369B (zh) * | 2018-07-26 | 2022-05-27 | 河南师范大学 | 水稻OsRacD基因在提高水稻穗长中的应用 |
-
2013
- 2013-01-30 CN CN201310054234.XA patent/CN103451226B/zh not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (5)
| Title |
|---|
| RhoGDI: multiple functions in the regulation of Rho family GTPase activities;Athanassios Dovas et al.;《Biochem J.》;20050831;1–9 * |
| RhoGDIg: A GDP-dissociation inhibitor for Rho proteins with preferential expression in brain and pancreas;CHAKER N. ADRA et al.;《Proc. Natl. Acad. Sci. USA》;19970430;4279–4284 * |
| 两种水稻GDP解离抑制蛋白基因的分离及特征分析;梁卫红等;《中国生物化学与分子生物学报》;20041231;785-791 * |
| 水稻OsRhoGDI2蛋白生物信息学分析及亚细胞定位研究;彭威风等;《生物技术通报》;20101231;82-86 * |
| 水稻Rho GDP解离抑制因子OsRhoGDI2基因功能的初步鉴定;彭威风等;《"细胞活动 生命活力"——中国细胞生物学学会全体会员代表大会暨第十二次学术大会论文摘要集》;20111231;全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103451226A (zh) | 2013-12-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111073873B (zh) | Pp84蛋白及其编码基因在调控植物抗旱性中的应用 | |
| CN105936908B (zh) | 玉米生长素应答因子ZmARF21基因及其应用 | |
| CN103451226B (zh) | 一种提高水稻穗长的方法 | |
| CN105462992B (zh) | 水稻OsRhoGAP2基因在提高水稻有效分蘖中的应用 | |
| CN105524933B (zh) | OsJMJ714影响水稻籽粒大小以及盐胁迫耐性的功能及其应用 | |
| CN105647940B (zh) | OsGRF6基因提高水稻产量的方法及其应用 | |
| Abraham et al. | Ectopic expression of E2FB, a cell cycle transcription factor, accelerates flowering and increases fruit yield in tomato | |
| CN106916826B (zh) | 水稻基因OsNF-YC4及其应用 | |
| Akond et al. | Comprehensive in silico analysis of RNA silencing‐related genes and their regulatory elements in wheat (Triticum aestivum L.) | |
| KR101728890B1 (ko) | Hox28 유전자를 이용하여 벼의 생산성을 증가시키는 방법 | |
| CN115851821B (zh) | Bbx16基因在提高植物盐耐受性中的应用 | |
| CN117624320A (zh) | 控制小麦分蘖基因及其应用和提高小麦分蘖数以及产量的方法 | |
| CN108251435B (zh) | 野生毛葡萄商-24抗病基因VqJAZ4及其应用 | |
| CN104098662B (zh) | 水稻耐旱相关蛋白及其编码基因与应用 | |
| CN104341514B (zh) | 水稻转录因子Os03g05590.1基因CDS序列的应用 | |
| CN102337276B (zh) | 水稻不依赖于受精的胚乳自主发生基因及其应用 | |
| CN104774826A (zh) | 一种组蛋白脱乙酰化酶及其编码基因和应用 | |
| CN103304650B (zh) | 一种培育耐逆转基因水稻的方法 | |
| CN105624189B (zh) | 一种基于水稻OsMY1基因降低水稻株高的方法 | |
| Hou et al. | An Agrobacterium-mediated non-antibiotic selection-based transformation system for rice (Oryza sativa ssp. indica) cultivar “93-11” successfully produces TAC1-silenced transgenic plants | |
| CN115807016B (zh) | 甘蓝型油菜Bna.Arf基因在提高植物生物量中的应用 | |
| CN116064653B (zh) | 番茄SlBBX17基因在促进番茄低温抗性中的应用 | |
| Shanthinie et al. | Enhancing rice grain quality through the knock-out of the OsSPL16 gene | |
| CN118028307B (zh) | TaNAC22-A1基因在负调控小麦穗中小花数目中的应用 | |
| CN104480122A (zh) | 大豆种子大小调控基因GmBGS2、其编码蛋白及其应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150715 Termination date: 20160130 |
|
| EXPY | Termination of patent right or utility model |