CN112210566B - 水稻OsS6K1基因或OsS6K2基因在提高水稻产量和/或抗旱性中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了水稻OsS6K1基因及其同源的OsS6K2基因在提高水稻产量和/或抗旱性中的应用，属于生物技术领域。所述应用包括：利用RNAi或CRISPR/CAS9技术降低水稻OsS6K1基因或OsS6K2基因编码蛋白的表达或活性，进而获得产量和/或抗干旱性能增强的水稻突变体。本发明通过利用CRISPR/Cas9系统构建水稻OsS6K1基因及其同源的OsS6K2基因靶位点特异性敲除的植物重组表达载体，转基因获得OsS6K1基因或OsS6K2基因功能缺陷型突变的纯合突变体植株。本发明提供了水稻OsS6K1基因或OsS6K2基因突变体植株在水稻抗旱性研究的新方向，在农业开发方面具有潜在的应用价值。

Description

水稻OsS6K1基因或OsS6K2基因在提高水稻产量和/或抗旱性 中的应用

技术领域

本发明涉及生物技术领域，具体涉及水稻OsS6K1基因或OsS6K2基因在提高水稻产量和/或抗旱性中的应用。

背景技术

水稻是我国主要粮食作物之一，水稻生产高度依赖于水资源，伴随着全球气候的剧烈变化，水资源短缺日益成为影响水稻稳产的重要因素，干旱胁迫影响水稻的生长发育和产量。因此，通过挖掘水稻中抗干旱的基因资源，通过基因编辑手段改良水稻的抗干旱能力是解决水稻抗旱的重要手段。

S6K(ribosomal protein S6 kinase)属于AGC家族丝氨酸/苏氨酸类蛋白激酶，它在不同物种之间相当保守。哺乳动物和植物都具有两个S6Ks，即S6K1和S6K2。S6K1和S6K2在蛋白序列上高度同源，其氨基端为特异性的核定位序列，激酶活性催化结构域位于定位序列C端(Gout et al.,1998；Saitoh et al.,1998；Weng et al.,1998)。

在动物中对S6Ks的诸多研究表明，S6K在生长和发育过程中具有重要的调控作用。S6Ks通过磷酸化核糖体蛋白S6(rpS6)来控制细胞生长，rpS6的磷酸化影响哺乳动物对分裂素的应答(Pende et al.,2004)。在植物中，对于拟南芥S6K的研究较为深入。拟南芥基因组含有两个S6K成员，分别为AtS6K1和AtS6K2，其编码的氨基酸序列与哺乳动物高度同源(Volarevic&Thomas,2001)。研究表明，拟南芥S6K双缺失杂合体和S6K1RNAi干扰植株表现出细胞大小的不稳定性变异、毛状体分支增加、花粉育性和结实率降低，体细胞染色体倍性增加且出现非整倍性，表明植物S6K对于细胞分化、染色体稳定性、倍性维持以及花粉育性有重要作用(Henriques et al.,2010)。

S6K能够参与环境胁迫和植物激素的应答，从而调控植物的生长发育。研究表明，低温、盐以及干旱胁迫均可诱导拟南芥S6K2转录(Mizoguchi et al.,1995)。有研究发现，将拟南芥悬浮细胞更换新鲜的培养基能够促进细胞中S6K的活性及其底物S6的磷酸化水平，主要是因为培养基中的激素1-NAA和Kinetin可提高S6K的活性(Turck et al.,1998)。在水稻中，TOR(The target of rapamycin kinase)和OsS6K1协同性地调控叶绿体类囊体膜脂形成、脂质稳态和类囊体基粒片层结构的稳定，进而调控植物生长(Sun et al.,2016)。由此可见，S6K在植物生长发育方面具有多效性。

相对于模式动物中对S6K蛋白激酶的广泛研究，对水稻中OsS6K1基因和OsS6K1基因的同源基因OsS6K2在水稻中的表达模式和功能了解非常少，因此深入研究OsS6K1基因和OsS6K2基因的在水稻生长发育和抗旱性中的分子机制具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可调控水稻抗干旱性能的基因，通过基因改造达到提高水稻抗旱性的目的。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明在NCBI基因组数据库种使用序列比对分析，以拟南芥S6K1基因序列寻找该基因在水稻中的同源基因，找到水稻基因组中存在两个同源基因，分别命名为OsS6K1和OsS6K2，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1、SEQ ID NO.3所示。进而利用基因编辑技术，对水稻OsS6K1基因及其同源的OsS6K2基因进行编辑，研究发现，对OsS6K1基因进行编辑获得的功能缺陷型突变的纯合株系，表现出提高产量和抗干旱的表型；对OsS6K2基因进行编辑获得的功能缺陷型突变的纯合株系，表现出提高抗干旱的表型，表明对OsS6K1基因或OsS6K2基因的重新编辑在改良水稻抗旱性方面具有一定应用价值。

本发明研究表明，用基因编辑方法突变水稻OsS6K1基因可以提高水稻在正常生长条件下和干旱胁迫下的地上部分生物量和产量。

因此，本发明提供了核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示的水稻OsS6K1基因在提高水稻产量和/或抗旱性中的应用。

具体地，利用CRISPR/CAS9技术沉默水稻OsS6K1基因编码蛋白的表达，进而获得产量提高和/或抗干旱性能增强的水稻突变体。

作为优选，所述突变体的核苷酸序列如SEQ ID NO.5所示。所述突变体的OsS6K1基因的第一个外显子被插入了一个碱基T，导致氨基酸的移码，提前终止，其编码的氨基酸序列如SEQ ID NO.6所示，使得OsS6K1基因功能丧失。

本发明研究表明，用基因编辑方法突变水稻OsS6K2基因可以提高水稻在干旱胁迫条件下的产量。

因此，本发明提供了核苷酸序列如SEQ ID NO.3所示的水稻OsS6K2基因在提高水稻抗旱性中的应用。

具体地，利用CRISPR/CAS9技术沉默水稻OsS6K2基因编码蛋白的表达，进而获得抗干旱性能增强的水稻突变体。

作为优选，所述突变体的核苷酸序列如SEQ ID NO.7所示。该突变体的OsS6K2基因的第一个外显子被插入了一个碱基A，导致氨基酸的移码，提前终止，其编码的氨基酸序列如SEQ ID NO.8所示，OsS6K2基因功能丧失。

本发明还提供了一种提高水稻产量和/或抗旱性的育种方法，包括：利用CRISPR/Cas9技术定点编辑水稻OsS6K1基因的靶位点Ⅰ或水稻OsS6K2基因的靶位点Ⅱ，靶位点Ⅰ的序列为：GACTCCCACAGATCTGAGC；靶位点Ⅱ为：CTGACAAGAACTATCGCAC。

具体地，将所述靶位点Ⅰ或靶位点Ⅱ连入CRISPR/Cas9系统的表达载体中，构建重组表达载体；再将重组表达载体转化到受体水稻材料中，培育获得抗旱性和/或产量提高的转基因植株。

所述育种方法，包括以下步骤：

(1)针对所述的靶位点Ⅰ或靶位点Ⅱ构建CRISPR/Cas9编辑载体Ⅰ或CRISPR/Cas9编辑载体Ⅱ；

(2)将CRISPR/Cas9编辑载体Ⅰ或CRISPR/Cas9编辑载体Ⅱ转入待基因编辑的受体水稻中，培育，筛选获得功能缺陷型突变的T0代阳性植株；

(3)T0代阳性植株自交一代，筛选获得T1代纯合突变体植株，即得到抗旱性和/或产量提高的水稻植株。

作为优选，所述受体水稻为粳稻品种LJ20(龙粳20)。

本发明具备的有益效果：

本发明利用CRISPR/Cas9系统构建水稻OsS6K1基因及其同源的OsS6K2基因靶位点特异性敲除的植物重组表达载体，转基因获得OsS6K1基因或OsS6K2基因功能缺陷型突变的纯合突变体植株，可用于分析OsS6K1基因或OsS6K2基因在水稻中的生物学功能；本发明还提供了水稻OsS6K1基因或OsS6K2基因突变体植株在水稻产量和抗旱性研究的新方向，在农业开发方面具有潜在的应用价值。

附图说明

图1为水稻OsS6K1基因编辑载体示意图。

图2为水稻OsS6K2基因编辑载体示意图。

图3为oss6k1突变体T0代测序结果。

图4为oss6k2突变体T0代测序结果。

图5为基因编辑水稻oss6k1突变体和oss6k2突变体在正常生长条件下的分蘖数和株高情况。

图6为基因编辑水稻oss6k1突变体和oss6k2突变体在干旱生长条件下苗期的照片。

图7为基因编辑水稻oss6k1突变体和oss6k2突变体在干旱生长条件下苗期的存活率。

图8为基因编辑水稻oss6k1突变体和oss6k2突变体在正常生长和干旱生长条件下的结实率和单株产量比较。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细地说明。

实施例1水稻oss6k1和oss6k2功能缺陷型突变体的获得

为了研究水稻OsS6K1基因和同源基因OsS6K2的功能，利用基因编辑技术对OsS6K1基因和同源基因OsS6K2基因进行编辑。

1、构建CRISPR/Cas9重组载体

1.1在NCBI基因组数据库种使用序列比对分析，以拟南芥S6K1基因序列寻找，该基因在水稻中的同源基因，找到水稻基因组中存在两个同源基因，我们把其中一个基因命名为OsS6K1，其CDS核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，编码的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示；另一个基因命名为OsS6K2，其CDS核苷酸序列如SEQ ID NO.3所示，编码的氨基酸序列如SEQID NO.4所示。

1.2分别在水稻基因组中OsS6K1和OsS6K2基因的第一个外显子设计靶点，分析出的OsS6K1基因突变的靶位点：GACTCCCACAGATCTGAGC；OsS6K2基因突变的靶位点：CTGACAAGAACTATCGCAC。结合CRISPR/Cas9系统要求设计引物，构建CRISPR/Cas9编辑载体，如图1、图2所示。

2、转基因水稻

以粳稻品种LJ20为受体材料进行转化，转化方法用农杆菌介导的水稻愈伤组织遗传转化。获得T0代转基因植株后，PCR扩增出包含靶点的片段，切胶回收后测序检测目标位置突变的植株。

结果如图3和图4所示，T₀代转基因植株中包含纯合的oss6k1，OsS6K1基因的第一个外显子(SEQ ID NO.1所示序列的第162位)被插入了一个碱基T，其核苷酸序列如SEQ IDNO.5，导致氨基酸的移码，oss6k1纯合突变体内OsS6K1基因功能丧失。OsS6K2基因的第一个外显子(SEQ ID NO.3所示序列的第44位)被插入了一个碱基A，oss6k2的核苷酸序列如SEQID NO.7所示，导致氨基酸的移码，oss6k2纯合突变体内OsS6K2基因功能丧失。

收获oss6k1和oss6k2功能缺陷型纯合突变体的种子进行下一代繁殖，对T₁代纯合突变体幼苗取混合DNA样品做测序鉴定，结果显示T₁代植株全部为纯合突变体植株。收获种子为T2代基因编辑水稻，我们对T2代水稻做苗期和孕穗期干旱胁迫实验，取样做生理检测和表型考察，确定OsS6K1基因和同源基因OsS6K2在水稻抗旱中的应用价值。

实施例2水稻oss6k1和oss6k2功能缺陷型突变体田间表型鉴定

1、oss6k1和oss6k2功能缺陷型纯合突变体在苗期与野生型对照相比差异不大，成熟期在正常生长条件下，oss6k1纯合突变体水稻分蘖数显著高于野生型而株高没有显著差异(图5)，oss6k2纯合突变体株高显著高于野生型而分蘖数没有显著差异(图5)。

2、为了探究水稻OsS6K1基因和OsS6K2基因对非生物逆境是否有响应，分别把oss6k1和oss6k2功能缺陷型纯合突变体的T₂种子催芽，待种子萌发后选取长势一致的芽播种到小桶土壤中，每桶中种植野生型对照20株，突变体水稻20株，每个家系做3个生物学重复，同时设置非胁迫对照，待幼苗四叶期时停止浇水，当敏感植株叶片不可逆全卷时复水，恢复后统计存活率，结果发现oss6k1和oss6k2功能缺陷型纯合突变体均表现出苗期抗干旱的表型(图6和图7)。

3、为了研究oss6k1和oss6k2功能缺陷型纯合突变体是否可以在孕穗期抗干旱，我们把oss6k1和oss6k2功能缺陷型纯合突变体幼苗和野生型间隔种植于水田中，在孕穗期停止浇水至叶片全部卷叶后复水，恢复正常生长直至收获种子后统计结实率和单株产量，发现oss6k1和oss6k2功能缺陷型纯合突变体水稻在正常生长田里结实率和野生型水稻没有显著差异，但是oss6k1纯合突变体水稻在单株产量方面显著高于野生型水稻(图8)，在干旱处理的条件下oss6k1和oss6k2功能缺陷型纯合突变体水稻比野生型水稻有较高的结实率和单株产量(图8)。

这些结果说明用基因编辑方法突变水稻OsS6K1基因可以提高水稻在正常生长条件下和干旱胁迫下的产量，用基因编辑方法突变水稻OsS6K2基因可以提高水稻在干旱胁迫条件下的产量。

序列表

<110> 浙江大学

<120> 水稻OsS6K1基因或OsS6K2基因在提高水稻产量和/或抗旱性中的应用

<160> 8

<170> SIPOSequenceListing 1.0

<210> 1

<211> 1443

<212> DNA

<213> 水稻(Oryza sativa)

<400> 1

atggtttcct ctgaaataag ctctgttaca acaacccatg cacaaggtcc caagctcttt 60

agagggaaga tacttctgcc aatgggccct ccagatgttg tgccttctga gaacgttgag 120

ttcgattttt ctgatgtttt tggtcctacg gcagtccaga ctcccacaga tctgagcatc 180

ctcactccag acagtcctgc acctttgact gagtccagtg aggggattta caatgaccct 240

ttggttattg tcaagagatc tcattctctt gttggtccaa gttcacttgt tagccaatct 300

ttgccactta gtaagcttac actgcatgaa tctgatagcg cattggacct tctggagtgt 360

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taccaacagg gtttgtttag ggaggagctt gcacgcatct acactgctga aatcgtgtct 780

gctgtagccc atctccatgc caatggaatt atgcacagag atctgaagcc tgagaacatc 840

ttgttggatg ctgatggaca tgccatgctg actgattttg gcctggcaaa ggaatttgat 900

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atgcttacag gaaagcctcc gtttgttggc ggaaacaggg acaaagttca gcagaagatt 1080

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ttcgtgggat tcagctatgt gaggccagcg cccttccttc agaggccgag tcctctaggc 1440

tga 1443

<210> 2

<211> 480

<212> PRT

<213> 水稻(Oryza sativa)

<400> 2

Met Val Ser Ser Glu Ile Ser Ser Val Thr Thr Thr His Ala Gln Gly

1 5 10 15

Pro Lys Leu Phe Arg Gly Lys Ile Leu Leu Pro Met Gly Pro Pro Asp

20 25 30

Val Val Pro Ser Glu Asn Val Glu Phe Asp Phe Ser Asp Val Phe Gly

35 40 45

Pro Thr Ala Val Gln Thr Pro Thr Asp Leu Ser Ile Leu Thr Pro Asp

50 55 60

Ser Pro Ala Pro Leu Thr Glu Ser Ser Glu Gly Ile Tyr Asn Asp Pro

65 70 75 80

Leu Val Ile Val Lys Arg Ser His Ser Leu Val Gly Pro Ser Ser Leu

85 90 95

Val Ser Gln Ser Leu Pro Leu Ser Lys Leu Thr Leu His Glu Ser Asp

100 105 110

Ser Ala Leu Asp Leu Leu Glu Cys Thr Lys Glu Lys Lys Ser Asn Gln

115 120 125

Glu Ala Leu Ser Asp Glu Glu Leu Asp Asp Thr Lys Asn Glu Asn Gly

130 135 140

Val Val Gly Leu Asp Asp Phe Glu Val Leu Lys Leu Val Gly Gln Gly

145 150 155 160

Ala Phe Gly Lys Val Phe Gln Val Arg Lys Lys Gly Thr Ser Glu Ile

165 170 175

Tyr Ala Met Lys Val Met Arg Lys Asp Lys Ile Leu Glu Lys Asn His

180 185 190

Ala Glu Tyr Met Lys Ala Glu Arg Asp Ile Leu Thr Lys Val Asp His

195 200 205

Pro Phe Val Val Gln Leu Arg Tyr Ser Phe Gln Thr Lys Tyr Arg Leu

210 215 220

Tyr Leu Val Leu Asp Phe Ile Asn Gly Gly His Leu Phe Phe Gln Leu

225 230 235 240

Tyr Gln Gln Gly Leu Phe Arg Glu Glu Leu Ala Arg Ile Tyr Thr Ala

245 250 255

Glu Ile Val Ser Ala Val Ala His Leu His Ala Asn Gly Ile Met His

260 265 270

Arg Asp Leu Lys Pro Glu Asn Ile Leu Leu Asp Ala Asp Gly His Ala

275 280 285

Met Leu Thr Asp Phe Gly Leu Ala Lys Glu Phe Asp Glu Asn Thr Arg

290 295 300

Ser Asn Ser Met Cys Gly Thr Val Glu Tyr Met Ala Pro Glu Ile Val

305 310 315 320

Gln Gly Arg Gly His Asp Lys Ala Ala Asp Trp Trp Ser Val Gly Ile

325 330 335

Leu Leu Phe Glu Met Leu Thr Gly Lys Pro Pro Phe Val Gly Gly Asn

340 345 350

Arg Asp Lys Val Gln Gln Lys Ile Val Lys Glu Lys Ile Lys Leu Pro

355 360 365

Ala Tyr Leu Ser Ser Glu Val His Ser Leu Leu Lys Gly Leu Leu His

370 375 380

Lys Glu Ala Gly Arg Arg Leu Gly Cys Gly Pro Gly Gly Ser Asn Glu

385 390 395 400

Ile Lys Asn His Lys Trp Phe Lys Ser Val Asn Trp Lys Lys Leu Asp

405 410 415

Ser Arg Gln Ile Gln Pro Ser Phe Arg Pro Asn Val Ala Gly Lys Thr

420 425 430

Cys Ile Ala Asn Phe Asp Glu Cys Trp Thr Ser Met Pro Val Leu Asp

435 440 445

Ser Pro Val Ala Ser Pro Val Ala Ala Asp Ser Asn Phe Val Gly Phe

450 455 460

Ser Tyr Val Arg Pro Ala Pro Phe Leu Gln Arg Pro Ser Pro Leu Gly

465 470 475 480

<210> 3

<211> 1482

<212> DNA

<213> 水稻(Oryza sativa)

<400> 3

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ttcacagcaa aaataattct cccaatgggt cccccggatg ttatctctga aaatgatgag 120

tttgatttct ctgatgtttt tggcaccact ccagttcaga cgccaacagg catttcggta 180

gctggtccag acagtcctgc acctttggct gagtccaatg agggggttta caatgatcct 240

attgtcatca tcaagcgatc tcattctctt gttggtccaa catcacttgt tagccagtcc 300

ctgcgactta gcaatctcac tctaaataaa acagaggggt catcagaacc tgcagaagaa 360

aaggaaagga acctagggca gctcagtgat gaagagtttg acaatgccac aacagaaaat 420

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<211> 493

<212> PRT

<213> 水稻(Oryza sativa)

<400> 4

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35 40 45

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50 55 60

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85 90 95

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Leu Asp Asp Phe Glu Ile Leu Lys Leu Val Gly Gln Gly Ala Phe Gly

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Lys Val Phe Gln Val Arg Lys Lys Gly Thr Ser Glu Ile Tyr Ala Met

165 170 175

Lys Val Met Arg Lys Asp Lys Ile Leu Glu Lys Asn His Ala Glu Tyr

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Met Lys Ala Glu Arg Asp Ile Leu Thr Lys Val Asp His Pro Phe Val

195 200 205

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<210> 5

<211> 1444

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 5

atggtttcct ctgaaataag ctctgttaca acaacccatg cacaaggtcc caagctcttt 60

agagggaaga tacttctgcc aatgggccct ccagatgttg tgccttctga gaacgttgag 120

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agatatactg actaaagttg atcatccttt tgttgtacag ctgaggtact cctttcagac 660

aaaataccga ctttaccttg tgttggactt cataaatggg ggccatcttt tcttccagct 720

ctaccaacag ggtttgttta gggaggagct tgcacgcatc tacactgctg aaatcgtgtc 780

tgctgtagcc catctccatg ccaatggaat tatgcacaga gatctgaagc ctgagaacat 840

cttgttggat gctgatggac atgccatgct gactgatttt ggcctggcaa aggaatttga 900

tgaaaacact agatcaaact caatgtgtgg tactgttgag tacatggctc cagaaattgt 960

tcagggccgt ggtcatgata aggctgctga ctggtggagt gtgggaatcc ttttgtttga 1020

aatgcttaca ggaaagcctc cgtttgttgg cggaaacagg gacaaagttc agcagaagat 1080

tgttaaggag aaaattaagc ttccggcata tttatctagc gaagttcatt ctctgctaaa 1140

aggcttactg cacaaagaag ctggcaggag gctgggctgt ggaccaggcg ggagcaatga 1200

aataaagaat cacaagtggt tcaagtcagt aaactggaag aagctagact cccgacagat 1260

tcagccaagc ttccgcccaa atgttgctgg caaaacctgc atcgccaact ttgacgagtg 1320

ctggaccagc atgcccgtgc tcgactctcc agtggccagc cctgtcgctg cagatagcaa 1380

cttcgtggga ttcagctatg tgaggccagc gcccttcctt cagaggccga gtcctctagg 1440

ctga 1444

<210> 6

<211> 70

<212> PRT

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 6

Met Val Ser Ser Glu Ile Ser Ser Val Thr Thr Thr His Ala Gln Gly

1 5 10 15

Pro Lys Leu Phe Arg Gly Lys Ile Leu Leu Pro Met Gly Pro Pro Asp

20 25 30

Val Val Pro Ser Glu Asn Val Glu Phe Asp Phe Ser Asp Val Phe Gly

35 40 45

Pro Thr Ala Val Gln Thr Ser His Arg Ser Glu His Pro His Ser Arg

50 55 60

Glu Ser Cys Thr Phe Asp

65 70

<210> 7

<211> 1483

<212> DNA

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 7

atgatggttt cttctcagac atcctctctg acaagaacta tcgacacagg accccgagct 60

cttcacagca aaaataattc tcccaatggg tcccccggat gttatctctg aaaatgatga 120

gtttgatttc tctgatgttt ttggcaccac tccagttcag acgccaacag gcatttcggt 180

agctggtcca gacagtcctg cacctttggc tgagtccaat gagggggttt acaatgatcc 240

tattgtcatc atcaagcgat ctcattctct tgttggtcca acatcacttg ttagccagtc 300

cctgcgactt agcaatctca ctctaaataa aacagagggg tcatcagaac ctgcagaaga 360

aaaggaaagg aacctagggc agctcagtga tgaagagttt gacaatgcca caacagaaaa 420

tgaaggtatt gggcttgatg actttgaaat cttgaagctt gtaggccaag gggcatttgg 480

gaaagtcttt caggtgagaa agaaaggtac ttcagagata tacgcgatga aagttatgag 540

gaaggataag atcttggaaa agaaccatgc ggagtacatg aaagccgaaa gagatatatt 600

aacaaaagtt gaccatcctt ttgtagtgca gctcaggtac tcctttcaga caaaatatcg 660

actttatctt gtcctggact tcataaatgg gggacatctc ttcttccagc tctacaagca 720

aggattgttc agggaggaac ttgcacggat ctatactgct gaaattgtat ctgctgtagc 780

tcaccttcac gacaacggga ttatgcatag agatctcaag cctgaaaata tccttttgga 840

tgctgatggc catgccatgc tcactgactt tggccttgcc aaagaattta atgagaatac 900

aagatcaaac tcgatgtgtg gaacagttga gtatatggcc ccagagatta ttcttggtcg 960

ggggcatgat aaggcagctg actggtggag tgttggaatc ctcctctttg aaatgctcac 1020

gggaaagcct ccgtttgttg ggaacaggga taaagttcag cagaagatag tgaaagagaa 1080

gctgaagctt ccatcgtttt tgtccagtga agctcattcc ctcttgaaag gaatggcaat 1140

ccgttgtcca tttcagctgc tccacaaaga aggtggcaag cggctaggaa gcggtccggg 1200

cggcagcgat gagataaaga ggcacaaatg gctcaaaccg atcaactgga ggaagctgga 1260

ggcccggcag atccagccga gcttccgacc caacgtgagc gggctcacct gcatcgccaa 1320

cttcgacgag tgctggacca gcatgccggt gctggactcg ccggtggcca cccctgtcgc 1380

cggcggcgcc ggccacagca gcttcgccgg gttcacctac gtcaggccgg ctccgttcct 1440

ccaggatgtc aagcctccct cttcctctag gctgaaagac tag 1483

<210> 8

<211> 36

<212> PRT

<213> 人工序列(Artificial Sequence)

<400> 8

Met Met Val Ser Ser Gln Thr Ser Ser Leu Thr Arg Thr Ile Asp Thr

1 5 10 15

Gly Pro Arg Ala Leu His Ser Lys Asn Asn Ser Pro Asn Gly Ser Pro

20 25 30

Gly Cys Tyr Leu

35

Claims (9)

1.核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示的水稻OsS6K1基因在提高水稻产量和/或抗旱性中的应用。

2.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述应用包括：利用CRISPR/CAS9技术沉默水稻OsS6K1基因编码蛋白的表达，进而获得产量提高和/或抗干旱性能增强的水稻突变体。

3.如权利要求2所述的应用，其特征在于，所述突变体的OsS6K1基因核苷酸序列如SEQID NO.5所示。

4.核苷酸序列如SEQ ID NO.3所示的水稻OsS6K2基因在提高水稻抗旱性中的应用。

5.如权利要求4所述的应用，其特征在于，所述应用包括：利用CRISPR/CAS9技术沉默水稻OsS6K2基因编码蛋白的表达，进而获得抗干旱性能增强的水稻突变体。

6.如权利要求5所述的应用，其特征在于，所述突变体的OsS6K2基因核苷酸序列如SEQID NO.7所示。

7.一种提高水稻产量和/或抗旱性的育种方法，其特征在于，包括：利用CRISPR/Cas9技术定点编辑核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示的水稻OsS6K1基因的靶位点Ⅰ或核苷酸序列如SEQ ID NO.3所示的水稻OsS6K2基因的靶位点Ⅱ以沉默水稻OsS6K1基因或水稻OsS6K2基因编码蛋白的表达，进而获得产量提高和/或抗干旱性能增强的水稻突变体，其中靶位点Ⅰ的序列为：GACTCCCACAGATCTGAGC；靶位点Ⅱ为：CTGACAAGAACTATCGCAC。

8.如权利要求7所述的提高水稻产量和/或抗旱性的育种方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)针对所述的靶位点Ⅰ或靶位点Ⅱ构建CRISPR/Cas9编辑载体Ⅰ或CRISPR/Cas9编辑载体Ⅱ；

(2)将CRISPR/Cas9编辑载体Ⅰ或CRISPR/Cas9编辑载体Ⅱ转入待基因编辑的受体水稻中，培育，筛选获得功能缺陷型突变的T0代阳性植株；

(3)T0代阳性植株自交一代，筛选获得T1代纯合突变体植株，即得到产量和/或抗旱性提高的水稻植株。

9.如权利要求8所述的提高水稻产量和/或抗旱性的育种方法，其特征在于，所述受体水稻为粳稻品种LJ20。

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