CN106011146B - OsMADS47基因在调控水稻粒型中的应用 - Google Patents

OsMADS47基因在调控水稻粒型中的应用 Download PDF

Info

Publication number
CN106011146B
CN106011146B CN201610421531.7A CN201610421531A CN106011146B CN 106011146 B CN106011146 B CN 106011146B CN 201610421531 A CN201610421531 A CN 201610421531A CN 106011146 B CN106011146 B CN 106011146B
Authority
CN
China
Prior art keywords
rice
osmads47
gene
seed
plant
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.)
Active
Application number
CN201610421531.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106011146A (zh
Inventor
李学勇
房静静
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.)
Institute of Crop Sciences of Chinese Academy of Agricultural Sciences
Original Assignee
Institute of Crop Sciences of Chinese Academy of Agricultural Sciences
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 Institute of Crop Sciences of Chinese Academy of Agricultural Sciences filed Critical Institute of Crop Sciences of Chinese Academy of Agricultural Sciences
Priority to CN201610421531.7A priority Critical patent/CN106011146B/zh
Publication of CN106011146A publication Critical patent/CN106011146A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106011146B publication Critical patent/CN106011146B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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)
    • C12N15/8241—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

Abstract

本发明涉及OsMADS47基因在调控水稻粒型中的应用。本发明首次发现OsMADS47基因具有直接调控水稻籽粒长度的功能，通过在水稻中过量表达OsMADS47基因，从而增加转基因水稻的籽粒长度，且OsMADS47基因的表达量与籽粒长度显著相关。为增加水稻籽粒长度及改良水稻粒型提供了重要的基因资源及思路，为OsMADS47基因直接应用于水稻籽粒长度的改良提供了理论支持。对于加快水稻育种进程，提高水稻产量方面具有重要意义。

Description

OsMADS47基因在调控水稻粒型中的应用
技术领域
本发明涉及基因工程及遗传育种领域，具体地说，涉及OsMADS47基因在调控水稻粒型中的应用。
背景技术
水稻是世界上重要的农作物之一，其产量性状是育种家关心的重要农艺性状，而水稻粒型性状是决定水稻产量的重要因素之一。近年来，大量控制水稻籽粒大小的QTL被鉴定出来，而其中一些在育种工程中被广泛选择或只存在于部分优良品种中，还有一些QTL仅在一定的品种中有所应用。因此这些QTL虽然在决定籽粒大小中具有重要功能，但其调控粒型的功能机制还不是很清楚，因此发掘新的粒型相关基因并阐述其功能机制对水稻产量的提高具有重要意义。
籽粒大小及其他器官大小是由各种植物激素如生长素、细胞分裂素及油菜素内酯所控制。大量研究表明，油菜素内酯(Brassinosteroid,BR)在拟南芥、水稻及其他一些物种的种子发育中起重要的作用。水稻d11突变体显示出典型的BR缺失表型，表现为矮化、叶片直立及小圆粒。D11编码细胞色素P450(CYP724B1)，它与BR合成中的几个酶具有相当高的同源性。与此相一致，喷施BR可恢复d11突变体的表型，这表明D11在BR合成中具有重要的作用。拟南芥BR缺失突变体det2与d11突变体相似，也表现为种子减小。进一步分析发现BR可以直接参与一系列种子大小调控基因的表达。在水稻BR信号转导途径中，BR受体基因D61/BRASSINOSTEROID发生突变或BR信号转导途径的负调控因子GSK2超表达后均会导致籽粒变小。SRS5(SMALL AND ROUND SEED 5)编码一个α-tubulin蛋白，该基因发生突变后影响细胞的伸长进而导致籽粒变小，d61 srs5双突变体显示出比双亲更小的籽粒表型，然而SRS5调控BR信号转导途径的机制还不是很清楚。BU1(BRASSINOSTEROID UPREGULATED1)基因是受BR诱导的一个基因，编码一个helix-loop-helix转录因子，作为BR反应的正向调控因子处于D61/OsBRI1的下游。水稻中超表达BU1产生典型的BR表型包括大籽粒的形成。
通过对水稻籽粒大小突变体进行遗传筛选，已鉴定出几个突变体，并对它们对应的野生型等位基因进行了分析。多数被鉴定出的基因是通过BR信号转导途径介导细胞分裂及细胞扩张正向调控籽粒大小。然而DLT(DWARF AND LOW-TILLERING)/D62/GS6基因编码一个GRAS家族的转录因子正向调控BR信号途径及GA代谢过程，但该基因却是籽粒大小的负调控因子，该表型与其他BR反应的正向调控因子缺失表型是截然相反的。DLT/D62/GS6由GSK2直接磷酸化，GSK2是负调控BR途径的蛋白激酶，超表达GSK2会产生与BR突变体相似的小且圆的籽粒。考虑到籽粒增大的表型对于gs6等位变异是特异的，与dlt和d62等位变异相比具有很大的边际效应，且在水稻育种过程中DLT/D62/GS6基因在粳稻中受到强烈选择，因此gs6等位变异控制籽粒大小可能是通过不依赖于BR信号转导途径的未知机制。
值得指出的是，大多数BR突变体除籽粒大小的表型外，还显示出明显的生长缺陷，因此籽粒大小的改变可能是相关突变的二级效应。最近对于qGL3/qGL3.1/OsPPKL1的研究部分解释了该问题。qGL3/qGL3.1/OsPPKL1基因编码一个磷酸化酶蛋白，特异的影响水稻粒长。OsPPKL1与OsPPKL3处于一个小基因家族的同一个分支，OsPPKL2与拟南芥的同源基因BSU1(BRI1 SUPPRESSOR 1)处于另一个分支。BSU1与它的同源基因BSL(BSU1-like)直接使GSK3样激酶BIN2(BR-insensitive 2)去磷酸化，是位于下游BIN2活性的抑制因子，而正调控BR信号转导途径。OsPPKL2可能与BSU1和BSL功能相似而正调控BR信号转导途径，而OsPPKL1和OsPPKL3可能在BR信号转导途径中起相反的作用，qGL3/qGL3.1/OsPPKL1可能通过调控BR信号转导途径特异的控制籽粒大小。BIN2直接磷酸化生长素信号转导途径的负调节因子ARF2，而被认为是BR和生长素信号途径的节点蛋白，然而BIN2控制拟南芥籽粒大小的具体机制尚不清楚。
现有研究表明，大多数短营养期(short vegetative phase)SVP-类MADS-box基因控制分生组织的生成及开花时间，其中水稻OsMADS47便属于该类基因，是BR信号转导途径的负调控因子，但有关OsMADS47对于水稻粒型的调控并未见报道。
发明内容
本发明的目的是提供OsMADS47基因在调控水稻粒型中的应用。
为了实现本发明目的，本发明从水稻日本晴中分离克隆到含有MADS-box结构域的OsMADS47基因，该基因在水稻中过量表达后，转基因阳性植株的籽粒长度极显著高于野生型，可比野生型提高23％-30％。因此，在水稻中过量表达OsMADS47对增加水稻籽粒长度增加具有重要意义，为水稻产量的提高提供了重要的基因资源。
本发明提供OsMADS47基因在调控水稻粒型中的应用，其中OsMADS47基因的CDS序列为：
i)SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列；或
ii)SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列经取代、缺失和/或增加一个或多个核苷酸且表达相同功能蛋白质的核苷酸序列；或
iii)在严格条件下与SEQ ID NO:1所示序列杂交且表达相同功能蛋白质的核苷酸序列，所述严格条件为在含0.1％ SDS的0.1×SSPE或含0.1％SDS的0.1×SSC溶液中，在65℃下杂交，并用该溶液洗膜；或
iv)与i)、ii)或iii)的核苷酸序列具有90％以上同源性且表达相同功能蛋白质的核苷酸序列。
前述的应用，在水稻中过表达OsMADS47基因以增加转基因水稻的籽粒长度。
前述的应用，提取水稻总RNA，反转录成cDNA，以cDNA为模板进行PCR扩增获得OsMADS47基因的CDS序列，并将所述CDS序列构建到植物双元表达载体中，转化水稻，筛选阳性转基因水稻植株。
本发明优选使用植物双元表达载体pCAMBIA1305.1-APFHN。将OsMADS47基因的CDS序列插入具有潮霉素抗性的载体pCAMBIA1305.1-APFHN的酶切位点SalI和PmlI之间，构建得到携带有目的基因的重组表达载体。
携带有目的基因的重组表达载体可通过使用Ti质粒、植物病毒载体、直接DNA转化、微注射、电穿孔等常规生物技术方法导入植物细胞中(Weissbach，1998，Method forPlant Molecular Biology VIII，Academy Press，New York，第411-463页；Geiserson和Corey，1998，Plant Molecular Biology，2nd Edition)。
本发明中采用农杆菌介导的转化方法，以水稻成熟胚愈伤组织作为受体材料，进行水稻的转化。利用潮霉素筛选转基因水稻植株。
前述的应用，采用PCR法鉴定阳性转基因水稻植株，PCR扩增所用引物为：
正向引物：5'-GATCCTACCCATACGATGTTCC-3'
反向引物：5'-TCCAGTCCATCGATCTCATCC-3'。
前述的应用，转化的水稻品种优选日本晴‘Nipponbare’。
本发明还提供一种转基因水稻的构建方法，采用农杆菌介导的方法，将携带OsMADS47基因CDS序列的植物双元表达载体转入水稻愈伤组织中，用含诱导剂和农杆菌的AAM培养液进行转化，转化后的材料经过共培养-脱菌-筛选-分化-生根-转基因苗的锻炼和移栽，筛选转基因水稻植株。
前述的方法，所述携带OsMADS47基因CDS序列的植物双元表达载体的构建方法如下：采用基因重组(Infusion)的方法，将OsMADS47基因的CDS序列插入具有潮霉素抗性的植物双元表达载体pCAMBIA1305.1-APFHN的酶切位点SalI和PmlI之间。
本发明首次发现OsMADS47基因具有直接调控水稻籽粒长度的功能，通过在水稻中过量表达OsMADS47基因，从而增加转基因水稻的籽粒长度，且OsMADS47基因的表达量与籽粒长度显著相关。为增加水稻籽粒长度及改良水稻粒型提供了重要的基因资源及思路，为OsMADS47基因直接应用于水稻籽粒长度的改良提供了理论支持。对于加快水稻育种进程，提高水稻产量方面具有重要意义。
附图说明
图1为本发明实施例1中重组表达载体pCAMBIA1305.1-APFHN::OsMADS47的结构示意图。
图2为本发明实施例2中pCAMBIA1305.1-APFHN::OsMADS47转化水稻日本晴后可显著增加籽粒长度。其中，(A)OsMADS47转基因水稻的PCR检测；(B)阳性转基因株系种子形态；OsMADS47转基因水稻籽粒长度(C)、宽度(D)及厚度(E)的统计分析。
图3为本发明实施例3中pCAMBIA1305.1-APFHN::OsMADS47转基因水稻中OsMADS47基因(A)及蛋白(B)表达水平。
图4为本发明实施例4中pCAMBIA1305.1-APFHN::OsMADS47转基因水稻中粒长相关基因的表达情况。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。若未特别指明，实施例均按照常规实验条件，如Sambrook等分子克隆实验手册(Sambrook J&Russell DW,Molecular Cloning:a Laboratory Manual,2001)，或按照制造厂商说明书建议的条件。
实施例1 OsMADS47基因植物表达载体的构建及遗传转化
利用TRIzol提取液提取日本晴水稻叶片总RNA，具体操作步骤如下：取100mg新鲜植物组织在液氮中快速充分研磨，研磨过程中要保持研钵中始终有液氮；将研磨成粉末的样品转入预冷的1.5ml RNase free离心管中，加入1ml TRIZOL提取液震荡摇匀；室温放置5min后，加入0.5ml的氯仿，剧烈摇动离心管5min，在4℃条件下，12000rpm离心10min，收集滤液于收集管；溶液分为两层，下层为酚-氯仿浅红色液层，将上层液体移入干净离心管，加入0.5ml异丙醇在15～30℃条件下，沉淀10min；4℃条件下，12000rpm离心10min，RNA沉淀管壁和底部；去掉液体部分，加入1ml 75％酒精洗2次；风干后，加入25μl DEPC处理过的水溶解RNA，储藏于-80℃冰箱备用。DNase I消化，在RNase free的0.5ml离心管中配制下列反应液：
于37℃反应30-40min。向体系中加入2.5μl 0.5mol/L EDTA，80℃恒温2min；加入10μl 3M醋酸钠和250μl的冰乙醇，-80℃放置20min；4℃条件下，12000rpm离心10min，弃上清；干燥沉淀后，用适量的RNase free H2O溶解，电泳检测，确认基因组中无DNA污染。利用反转录酶将其反转成cDNA。在RNase free离心管配制下列混合液：
模板RNA 1μg
Oligo(dT)18(50μM/ml) 2μl
DEPC-treated ddH2O 补至总体积10μl
70℃保温5min后迅速在冰上急冷2min以上，离心数秒使混合液聚集于管底部。加入以下反转录反应试剂：
于42℃孵育1h。然后，70℃孵育15min。冰上冷却，得到的cDNA溶液稀释1-100倍后用于PCR扩增。
采用基因重组(Infusion)的方法进行载体与目的片段之间的连接。以反转录获得的日本晴叶片cDNA为模板，用引物5'-TATCGATACCGTCGACATGGCTGGCGGCGGCGGTG-3'和5'-GTCACCAATTCACACGTGTCACTTGGAGCTGAAGAGTG-3'扩增获得OsMADS47基因的CDS序列(SEQ IDNO:1)，该基因编码区长度为747bp，编码一个含有248个氨基酸的MADS-box转录因子(SEQID NO:2)。将扩增获得的OsMADS47基因CDS序列插入具有潮霉素抗性的双元表达载体pCAMBIAl305.1-APFHN的SalI和PmlI之间。构建好的重组表达载体pCAMBIA1305.1-APFHN::OsMADS47的结构如图1所示，用电击法转入农杆菌EHA105。利用水稻日本晴种子诱导愈伤作为受体材料，用农杆菌介导的转化方法进行水稻的转化。水稻转化的具体操作步骤如下：
(1)水稻成熟胚愈伤组织的准备:水稻成熟种子脱壳后，挑选饱满无菌斑的种子放入烧杯中，用70％酒精消毒2min。倒去酒精，加入25％(v/v)NaClO溶液消毒30min。倒去NaClO溶液，用无菌水清洗3-5遍，最后1遍在无菌水中浸泡30min。倒去无菌水，将种子放在无菌滤纸上吸干，胚朝上植入N6B5培养基中，28℃暗培养3-4周。在超净工作台上打开培养皿，用镊子选取胚性愈伤组织(淡黄色，致密不规则)，置入粳稻继代培养基中，28℃光培养5-7天，长出淡黄色、质地坚硬呈颗粒状的胚性愈伤组织即可用于侵染。
(2)水稻愈伤组织的转化：愈伤组织的预培养及农杆菌的活化，侵染前将愈伤组织转至新鲜的N6B5培养基上培养4天。挑取农杆菌单克隆接种到5ml LB液体培养基中(含50mg/L利福平和50mg/L卡那霉素)，28℃ 220rpm培养至对数生长期晚期(约培养18-24h)。将活化的农杆菌菌液按1％接种量转接50ml新鲜的LB液体培养基中(含50mg/L利福平和50mg/L卡那霉素)，28℃ 220rpm培养至OD600值为0.5左右(约培养6h)。将菌液转入80ml离心管，4℃4000g离心5分钟，弃上清，悬浮于添加有100μM乙酰丁香酮(As)20ML的AMM液体培养基中。将预培养的胚性愈伤组织浸入上述AMM(AS)菌液，侵染20分钟，缓慢摇动。用无菌吸水纸将愈伤组织吸干，置于N6B5培养基上(培养基上铺一层无菌滤纸)，26℃暗培养2-3天。共培养后的愈伤组织用N6B5液体培养基或无菌水(含500mg/L头孢霉素)洗涤8次，用无菌吸水纸吸干后置于工作台晾30min。将愈伤组织转至N6B5S1筛选培养基(含25mg/L潮霉素，400mg/L头孢霉素)，26℃暗培养2周。将愈伤组织转至N6B5S2筛选培养基(含50mg/L潮霉素，300mg/L头孢霉素)，26℃暗培养，每2周继代一次，筛选4周。将生长旺盛的抗性愈伤组织转至铺有3层滤纸的干燥培养皿内，26℃干燥2-3天。将干燥的愈伤组织转至MS分化培养基上，26℃暗培养1周，转变培养条件(28℃ 12d时光照/25℃ 8小时黑暗)。每2周继代一次，至产生再生苗。将再生的抗性苗转至新鲜的MS培养基生根。待再生苗长至10cm左右，打开封口膜，炼苗2-3天，将再生苗移至温室或大田中。
实施例2 OsMADS47转基因水稻籽粒长度增加
为了研究OsMADS47的功能，对转基因水稻植株和野生型水稻植株的籽粒表型进行了分析。首先对所获得的两个T3代转基因纯合株系OE-1、OE-2进行PCR鉴定，所用引物为正向引物5'-GATCCTACCCATACGATGTTCC-3'和反向引物5'-TCCAGTCCATCGATCTCATCC-3'，其中一条引物位于载体上，另一条引物位于连入载体的OsMADS47基因上。结果显示，所获得的转基因纯合株系OE-1、OE-2的各个单株均具有目的大小片段，与之相比，野生型对照中无该片段(图2A)。这说明目的载体已插入转基因纯合株系OE-1、OE-2基因组中，为阳性株系。进一步分析了OE-1、OE-2纯合转基因株系的籽粒表型，发现OE-1、OE-2两个转基因株系的籽粒长度极显著的高于野生型(图2B)。进一步对籽粒的粒长、粒宽及厚度进行了测定，统计结果见图2C、2D和2E。野生型籽粒长度为4.93mm,而OsMADS47基因超表达株系OE-1和OE-2的籽粒长度则分别为6.08mm和6.44mm,分别比野生型增加了23％和30％。同时OE-1和OE-2的籽粒宽度较野生型极限著降低，而籽粒厚度与野生型相比无显著变化。这说明OsMADS47基因对水稻籽粒长度具有正向调控作用。
实施例3 转基因水稻中OsMADS47转录水平及蛋白水平上表达分析
为了进一步确认转基因株系OE-1和OE-2籽粒长度增加的表型是由OsMADS47超表达所致，进一步对转基因水稻中OsMADS47的转录水平及蛋白水平上进行了分析。利用TRIzol提取液提取野生型日本晴及转基因株系OE-1和OE-2水稻叶片总RNA，DNAase消化DNA，反转录成cDNA作为模板。用表1中的引物进行Real-time PCR扩增，分析转基因株系中OsMADS47基因的表达量。结果如图3A所示，在转基因株系OE-1和OE-2中，OsMADS47基因相对表达量极显著的高于野生型对照，分别是野生型对照的112倍和193倍。由于植物双元表达载体pCAMBIA1305.1-APFHN所连入基因的N段融合有Flag和HA标签序列，因此可以用Flag或HA的抗体检测外源蛋白OsMADS47的表达情况。提取野生型、转基因株系OE-1和OE-2的总蛋白进行western blot检测，结果如图3B所示。野生型中没有外源OsMADS47表达的信号，而转基因株系OE-1和OE-2的各个单株均可以检测到外源OsMADS47的表达，并且OE-2转基因株系的OsMADS47蛋白表达量高于OE-1株系，这与其OsMADS47基因的转录水平相一致。同时转基因株系OE-2的籽粒长度也高于株系OE-1，因此OsMADS47的表达水平与籽粒长度具有正相关性，即OsMADS47基因的表达水平越高，籽粒长度越长。
表1 Real-time PCR扩增所用引物(5'→3')
实施例4 OsMADS47转基因水稻中籽粒长度相关基因的表达情况分析
由于OsMADS47基因编码一个含有MADS-box结构域的转录因子，为了分析OsMADS47基因调控水稻籽粒长度的分子机制，进一步利用Real-time PCR技术分析了OsMADS47超表达对粒长相关基因的影响，所用引物见表2。在OE-1和OE-2转基因株系中油菜素内酯相关基因OsBRI1、D11及DLT等基因的表达量均极限著降低，这些基因位于油菜素内酯信号转导途径中并参与对籽粒大小的调控。另外，OsPPKL1和OsPPKL2在OE-1和OE-2转基因株系中的表达量也极显著的低于野生型对照。以往研究表明，qGL3/qGL3.1/OsPPKL1编码一种含有两个Kelch功能域的丝氨酸/苏氨酸磷酸酶，是PPKL蛋白家族成员之一。细胞周期蛋白Cyclin-T1；3是其底物，OsPPKL1能够直接对Cyclin-T1；3进行去磷酸化，通过调节Cyclin-T1；3的磷酸化状态来控制颖壳细胞分裂快慢进而调控籽粒大小。OsPPKL1与OsPPKL3处于一个小基因家族的同一个分支，对油菜素内酯信号转导途径起负调控作用，超表达OsPPKL1和OsPPKL3均会导致籽粒变短。在OsMADS47基因超表达的株系中，OsPPKL1、OsPPKL3、OsBRI1、D11及DLT的表达量降低，这暗示它们可能是OsMADS47转录因子调控的下游基因，进而影响籽粒大小。(图4)
表2 Real-time PCR扩增所用引物(5'→3')
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (6)

1.OsMADS47基因在调控水稻粒型中的应用，其特征在于，在水稻中过表达OsMADS47基因以增加转基因水稻的籽粒长度；
其中，OsMADS47基因的CDS序列如SEQ ID NO:1所示。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，提取水稻总RNA，反转录成cDNA，以cDNA为模板进行PCR扩增获得OsMADS47基因的CDS序列，并将所述CDS序列构建到植物双元表达载体中，转化水稻，筛选阳性转基因水稻植株。
3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述植物双元表达载体为pCAMBIA1305.1-APFHN。
4.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，用农杆菌介导的转化方法，以水稻成熟胚愈伤组织作为受体材料，进行水稻的转化。
5.根据权利要求2-4任一项所述的应用，其特征在于，采用PCR法鉴定阳性转基因水稻植株，PCR扩增所用引物为：
正向引物：5'-GATCCTACCCATACGATGTTCC-3'
反向引物：5'-TCCAGTCCATCGATCTCATCC-3'。
6.根据权利要求2-4任一项所述的应用，其特征在于，转化的水稻品种为日本晴‘Nipponbare’。
CN201610421531.7A 2016-06-13 2016-06-13 OsMADS47基因在调控水稻粒型中的应用 Active CN106011146B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610421531.7A CN106011146B (zh) 2016-06-13 2016-06-13 OsMADS47基因在调控水稻粒型中的应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610421531.7A CN106011146B (zh) 2016-06-13 2016-06-13 OsMADS47基因在调控水稻粒型中的应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106011146A CN106011146A (zh) 2016-10-12
CN106011146B true CN106011146B (zh) 2019-06-21

Family

ID=57088278

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610421531.7A Active CN106011146B (zh) 2016-06-13 2016-06-13 OsMADS47基因在调控水稻粒型中的应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106011146B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107384937B (zh) * 2017-07-26 2020-03-06 中国科学院遗传与发育生物学研究所 控制水稻粒长、粒重、产量和籽粒外观品质的基因及其应用
CN114763554B (zh) * 2020-12-30 2023-09-08 中国科学院分子植物科学卓越创新中心 一种调控籽粒粒型的基因及其应用
CN115216488A (zh) * 2021-04-21 2022-10-21 中国种子集团有限公司 创制水稻大长粒型新种质或大长粒型矮杆新种质的方法及其应用
CN113429465B (zh) * 2021-05-24 2022-01-04 哈尔滨学院 一种桑黄MADS-box类转录因子PbMADS1及其编码基因与应用
CN115724931B (zh) * 2022-09-13 2024-01-19 江西省超级水稻研究发展中心(江西省农科院海南水稻育种中心) 水稻基因OsBRR1在调控水稻株型及粒型中的应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105602967A (zh) * 2014-11-24 2016-05-25 复旦大学 水稻qGL3.2基因在用于改良水稻粒型及千粒重性状中的应用
CN105646684A (zh) * 2016-03-08 2016-06-08 四川农业大学 一种水稻粒型相关蛋白glw2及其编码基因与应用

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105602967A (zh) * 2014-11-24 2016-05-25 复旦大学 水稻qGL3.2基因在用于改良水稻粒型及千粒重性状中的应用
CN105646684A (zh) * 2016-03-08 2016-06-08 四川农业大学 一种水稻粒型相关蛋白glw2及其编码基因与应用

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Progress of Genetic Research on Grain Shape in Rice;Yu Ying-hong等;《Agricultural Science＆Technology》;20091231;第10卷(第5期);1-5 *
The rice StMADS11-like genes OsMADS22 and OsMADS47 cause floral reversions in Arabidopsis without complementing the svp and agl24 mutants;Fabio Fornara等;《Journal of Experimental Botany》;20081231;第59卷(第8期);2181-2190 *
水稻粒型基因克隆与分子育种研究进展;邱先进等;《湖北农业科学》;20140731;第53卷(第13期);2977-2980 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN106011146A (zh) 2016-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106011146B (zh) OsMADS47基因在调控水稻粒型中的应用
KR100537955B1 (ko) 꽃가루 특이적 유전자 발현 프로모터
Lee et al. A new selection method for pepper transformation: callus-mediated shoot formation
CN107022551B (zh) 一种调控拟南芥苗期营养体大、早花和粒重增加的玉米基因ZmGRAS37及其应用
MX2011000483A (es) Plantas que tienen rasgos mejorados relacionados con el rendimiento y un metodo para producir las mismas.
CN103695438A (zh) 拟南芥MYB家族转录因子AtMYB17基因、编码序列及其应用
CN107338230B (zh) OsMPK11蛋白及其编码基因在调控植物抗旱性中的应用
CN104903444B (zh) 对植物赋予高产性的核酸、制备产量增加的转基因植物的方法、使植物的产量增大的方法
CN112063631A (zh) 毛果杨PtrLBD4-3基因及其编码蛋白和应用
CN100540665C (zh) 调节植物分枝的基因,含有该基因的载体,被该载体转化的微生物,以及利用该微生物调节植物分枝的方法
CN102533811A (zh) 枳促分裂原活化蛋白激酶基因PtrMAPK克隆及用于提高植物抗旱能力
CN105907733B (zh) 一种苦豆子肌醇甲基转移酶及其编码基因及应用
CN107338231A (zh) OsMPK21-1蛋白及其编码基因在调控植物抗旱性中的应用
CN108165557A (zh) 小麦TaZCCT2基因在调控植物开花时间中的应用
KR102127184B1 (ko) 벼 유래의 ak102606 유전자의 항산화능, 환경 스트레스 및 수확량 조절자로서의 용도
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
CN106929498A (zh) 组蛋白脱乙酰化酶OsHDT701或其编码基因在调控植物种子发育中的应用
CN103320463B (zh) 用RNAi技术控制水稻育性基因获得水稻不育系的方法
CN111534524A (zh) 水稻野败型细胞质雄性不育恢复基因rf3及其应用
CN101831429B (zh) 水稻胚乳特异表达基因的启动子及表达模式鉴定
CN110358774A (zh) 控制水稻开花时间的基因、蛋白质、基因表达盒、表达载体、宿主细胞、方法及应用
CN110183524B (zh) 一个促进大豆主根伸长的基因GmKRP2a、蛋白及其应用
CN116515893B (zh) OsbHLH6基因及其蛋白质在提高作物耐冷性的应用
KR100722414B1 (ko) 백합 마르코폴로의 슈페록사이드 디스뮤타제 유전자를이용한 형질전환 식물체
CN109762833B (zh) 一种易变山羊草苯丙氨酸解氨酶基因及其应用

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant