[发明专利]一种培育耐低钾水稻的方法

说明书

本发明公开了一种培育耐低钾水稻的方法，包括如下步骤：1)对水稻OsHAK3基因进行克隆；2)构建pHB‑OsHAK3过表达重组质粒；3)获得OsHAK3过表达阳性植株；4)获得耐低钾水稻；5)获得CRISPER/Cas9敲除的OsHAK3靶标序列；6)构建含所述靶标序列片段的pCRISPER/Cas9重组质粒；7)获得OsHAK3敲除阳性植株；8)获得低钾敏感的水稻。本发明属于基因工程技术领域，具体是一种培育耐低钾水稻的方法，OsHAK3基因在水稻中负责从土壤中吸收K⁺，OsHAK3基因的敲除突变体对低钾敏感，水稻对K⁺的吸收显著减少，植株中钾离子含量明显下降，并出现明显的缺钾铁锈斑，OsHAK3基因过表达植株对K⁺的吸收能力明显增强，植株中钾离子含量明显增加，植株对低钾耐受能力明显增强，提高水稻耐低钾能力。

技术领域

本发明属于基因工程技术领域，具体是指一种培育耐低钾水稻的方法。

背景技术

钾是植物生长发育所必需的矿质元素，对植物的生长发育、产量和品质等具有重要影响。钾离子作为多种酶的辅助因子，参与光合作用，调节细胞膨压和渗透势，维持细胞电荷平衡等一系列生理生化过程。植株长期缺钾会引起植株易倒伏、抗病虫害能力下降、结实率降低,导致作物减产。

水稻是我国的主要粮食作物，主要通过根部从土壤中吸收钾离子。逐年累月的耕作导致土壤中的钾离子逐渐匮乏，只有通过施加钾肥来缓解。目前世界钾资源稀缺，导致钾肥昂贵。另一方面水稻对钾肥利用率低，仅为40％左右，大量施用钾肥导致农田大量钾肥流失引起水体富营养化污染环境。我国约四分之一的农田缺钾，尤其南方稻区缺钾更为严重。我国钾肥资源十分短缺，90％的钾肥依赖进口。因此从经济上和长远的战略上考虑，充分挖掘耐低钾基因，深入了解和认识水稻对低钾胁迫的反应机制，对于培育耐低钾水稻品种、提高水稻产量和品质、减少环境污染具重要意义。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种培育耐低钾水稻的方法，OsHAK3基因在水稻中负责从土壤中吸收K⁺，OsHAK3基因的敲除突变体对低钾敏感，水稻对K⁺的吸收显著减少，植株中钾离子含量明显下降，并出现明显的缺钾铁锈斑，OsHAK3基因过表达植株对K⁺的吸收能力明显增强，植株中钾离子含量明显增加，植株对低钾耐受能力明显增强，发明可为提高水稻耐低钾能力，为培育适用于钾缺乏土壤的水稻新品种提供保障。

本发明采取的技术方案如下：本发明一种培育耐低钾水稻的方法，包括如下步骤：

步骤一：对水稻OsHAK3基因进行克隆；

步骤二：构建pHB-OsHAK3过表达重组质粒；

步骤三：获得OsHAK3过表达阳性植株；

步骤四：获得耐低钾水稻；

步骤五：获得CRISPER/Cas9敲除的OsHAK3靶标序列；

步骤六：构建含所述靶标序列片段的pCRISPER/Cas9重组质粒；

步骤七：获得OsHAK3敲除阳性植株；

步骤八：获得低钾敏感的水稻。

进一步地，步骤3)所述的过表达阳性植株为HAK3-1和HAK3-2。

进一步地，步骤7)所述的过表达阳性植株为hak3-1和hak3-2。