OsSSIIIb基因及其调节作物品质的应用

本发明涉及作物育种，尤其涉及osssiiib基因及其调节作物品质的应用。

背景技术：

1、水稻(oryza satival.)是人类重要的碳水化合物和能量来源。水稻主要的可食用部分是胚乳，由淀粉(干重高达90％)和蛋白质(8-10％)两大组分组成。因此，淀粉和蛋白质是稻米营养品质、外观品质、蒸煮食用品质和加工品质的主要决定因素。

2、现有技术中已公开的水稻相关基因多种多样，包括：

3、中国专利cn101130785a提供了一种来源于水稻的与耐旱性相关的wrky蛋白及其编码基因，将该基因或与之同源的编码相同功能蛋白的dna序列导入植物组织、细胞或器官，再将被转化的植物细胞、组织或器官培育成植株，得到耐旱性提高的转基因植物。实验证明，将该发明的基因转化水稻可显著提高水稻对干旱胁迫的耐受性，且对水稻的正常生长和经济性状没有明显的影响。该发明的蛋白及其编码基因对于植物耐旱机制的研究，以及提高植物的耐旱性及相关性状的改良具有重要的理论及实际意义，将在植物(特别是禾谷类作物)的耐旱基因工程改良中发挥重要作用，应用前景广阔。

4、中国专利cn108034661a公开了osnpf8.8b基因在提高水稻产量和营养品质中的应用，属于植物基因工程领域。osnpf8.8b基因编码蛋白的氨基酸及其cdna序列如seq idno.1、2所示。该发明通过构建水稻osnpf8.8b基因超表达植株，发现提高osnpf8.8b基因的表达可以使水稻分蘖数和有效穗增加，单株灌浆粒数和单株灌浆籽粒干重提高，大米中球蛋白含量增加。通过构建突变体植株，发现敲除osnpf8.8b基因表达可以使水稻分蘖数减少，单株灌浆粒数和单株灌浆籽粒干重降低，大米中球蛋白含量减少。因此osnpf8.8b基因可用于促进水稻产量和品质的提高，在水稻氮利用效率提高及改善大米品质方面具有重要应用。

5、但是现有技术中仍缺少更多可以用于稻米品质提升的方案。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供osssiiib基因及其调节作物品质的应用，为调控稻米品质提供了更多的基因资源。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种禾本科植物品质相关基因osssiiib，所述基因的核苷酸序列如seq id no.1所示。

4、本发明还提供了上述禾本科植物品质相关基因osssiiib编码的蛋白质，所述蛋白质的氨基酸序列如seq id no.2所示。

5、本发明还提供了上述禾本科植物品质相关基因osssiiib的应用，通过过表达osssiiib来提高禾本科植物的产量和/或食味品质。

6、优选的，所述过表达osssiiib的方法包括以下步骤：

7、将克隆的osssiiib构建至基因过表达载体中，得到重组载体；

8、将所得重组载体转化至农杆菌中；

9、将农杆菌接种至作物，实现基因的过表达。

10、本发明还提供了上述禾本科植物品质相关基因osssiiib的应用，通过抑制osssiiib的表达来提高禾本科植物籽粒中储藏物质的含量。

11、优选的，所述抑制osssiiib的表达包括将osssiiib进行基因突变、完全或部分限制osssiiib的表达水平、完全或部分限制osssiiib表达的蛋白活性。

12、优选的，所述禾本科植物为稻。

13、本发明还提供了一种检测上述禾本科植物品质相关基因osssiiib的扩增引物组，所述引物组包括上游引物和下游引物；

14、所述上游引物的核苷酸序列如seq id no.3所示；

15、所述下游引物的核苷酸序列如seq id no.4所示。

16、本发明还提供了上述检测禾本科植物品质相关基因osssiiib的扩增引物组在作物品质相关研究中的应用，用于作物的蛋白质含量品质性状辅助育种。

17、本发明还提供了上述检测禾本科植物品质相关基因osssiiib的扩增引物组在作物品质相关研究中的应用，用于作物的胶稠度和/或食味品质性状辅助育种。

18、本发明的有益效果：

19、本发明提供的osssiiib基因，可作为禾本科植物品质相关基因，尤其用于调控稻米性状指标，包括调控其储藏物质的含量、产量或食味品质等。本发明证明了，该基因的敲除或者表达沉默会导致稻米中的蛋白质含量升高，尤其是谷蛋白。透射电子显微镜观察发现，在osssiiib基因的敲除或者表达沉默材料中胚乳细胞内用于储藏蛋白质的蛋白体i和蛋白体ii的平均截面积都有明显的增加。通过对所有osssiiib基因的转基因材料进行表型分析，发现超表达材料的米粉胶稠度和食味值显著增加。农艺性状考察分析发现，osssiiib基因的超表达植株由于单株穗数和单株有效穗数增加，从而导致单株产量比对照提高了大约3.4g。

20、通过本发明提供的技术方案，在水稻品质研发领域，如果目标稻种其他性状优良，但是稻米中蛋白质含量太低，可通过敲除或突变目标稻种中的osssiiib基因，使osssiiib基因不表达，或者表达功能减弱或无功能的osssiiib基因，即可提高稻米中的蛋白质含量；如果目标稻种其他性状优良，但是稻米中蛋白质含量太高，可通过提高osssiiib基因的表达水平，即可降低稻米中的蛋白质含量，同时提高胶稠度和食味品质。

技术特征：

1.一种禾本科植物品质相关基因osssiiib，其特征在于，所述基因的核苷酸序列如seqid no.1所示。

2.权利要求1所述的禾本科植物品质相关基因osssiiib编码的蛋白质，其特征在于，所述蛋白质的氨基酸序列如seq id no.2所示。

3.权利要求1所述的禾本科植物品质相关基因osssiiib的应用，其特征在于，通过过表达osssiiib来提高禾本科植物的产量和/或食味品质。

4.根据权利要求3所述的禾本科植物品质相关基因osssiiib的应用，其特征在于，所述过表达osssiiib的方法包括以下步骤：

5.权利要求1所述的禾本科植物品质相关基因osssiiib的应用，其特征在于，通过抑制osssiiib的表达来提高禾本科植物籽粒中储藏物质的含量。

6.权利要求5所述的禾本科植物品质相关基因osssiiib的应用，其特征在于，所述抑制osssiiib的表达包括将osssiiib进行基因突变、完全或部分限制osssiiib的表达水平、完全或部分限制osssiiib表达的蛋白活性。

7.根据权利要求3～6任一项所述的禾本科植物品质相关基因osssiiib的应用，其特征在于，所述禾本科植物为稻。

8.一种检测权利要求1所述的禾本科植物品质相关基因osssiiib的扩增引物组，其特征在于，所述引物组包括上游引物和下游引物；

9.权利要求8所述的检测禾本科植物品质相关基因osssiiib的扩增引物组在作物品质相关研究中的应用，其特征在于，用于作物的蛋白质含量品质性状辅助育种。

10.权利要求8所述的检测禾本科植物品质相关基因osssiiib的扩增引物组在作物品质相关研究中的应用，其特征在于，用于作物的胶稠度和/或食味品质性状辅助育种。

技术总结
本发明提供了OsSSIIIb基因及其调节作物品质的应用，属于作物育种技术领域。本发明提供的OsSSIIIb基因，可作为禾本科植物品质相关基因，尤其用于调控稻米性状指标，包括调控其储藏物质的含量、产量或食味品质等，为调控稻米品质提供了更多的基因资源。通过本发明提供的技术方案，在水稻品质研发领域，如果目标稻种其他性状优良，但是稻米中蛋白质含量太低，可通过敲除或突变目标稻种中的OsSSIIIb基因，使OsSSIIIb基因不表达，或者表达功能减弱或无功能的OsSSIIIb基因，即可提高稻米中的蛋白质含量；如果目标稻种其他性状优良，但是稻米中蛋白质含量太高，可通过提高OsSSIIIb基因的表达水平，即可降低稻米中的蛋白质含量，同时提高胶稠度和食味品质。

技术研发人员：何予卿,楼光明,张庆路,高冠军,高浩洲
受保护的技术使用者：华中农业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23