[发明专利]OsPME28基因在调控水稻抗倒伏性状中的应用

说明书

本发明属于水稻基因工程领域，具体涉及OsPME28基因在调控水稻抗倒伏性状中的应用。所述OsPME28基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。本发明首次发现OsPME28基因具有调控水稻抗倒伏性状的作用，进一步研究发现OsPME28基因通过调控水稻细胞壁中果胶和木质素含量，改变水稻茎秆折断力、拉伸力、以及穿刺力，来调控水稻抗倒伏性状。本发明为培育优良性状水稻开辟了新途径。

技术领域

本发明属于水稻基因工程领域，具体涉及OsPME28基因在调控水稻抗倒伏性状中的应用。

背景技术

水稻倒伏是指直立生长的作物因风雹、暴雨等自然因素或外力影响发生成片歪斜，甚至全株匍倒在地的现象。倒伏可使作物的产量和质量降低，收获困难。小麦、水稻等农作物严重倒伏时，严重影响产量、甚至可能造成绝收。倒伏大多发生在作物拔节后、农作物生育的中后期。

细胞壁是植物细胞的基础结构，决定了植物细胞的性状，为植物直立生长提供机械支撑。果胶是植物细胞壁的重要组份，在调节细胞壁结构、机械强度和抗逆性等方面起重要的作用。甲酯化是广泛存在于果胶中的修饰方式，影响果胶的理化性质。果胶甲酯酶(PME)是果胶去甲酯化修饰的关键酶类。PME能够水解甲酯基，释放甲醇从而降低果胶的甲酯化程度。

木质素具有提高细胞壁强度和增加茎秆机械强度的作用，其含量与茎秆刚性密切相关。小麦倒伏的发生很大程度上是由茎秆中木质素缺乏造成的。木质素含量的增加可显著提高茎秆的机械强度增加茎秆抗压和抗倒伏能力。

尽管据报道水稻基因组中含有43个PME基因家族成员，但PME基因敲除对水稻木质素含量的影响仍然未知。

发明内容

本发明的目的在于提供OsPME28基因在调控水稻抗倒伏性状中的应用，以解决上述的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供OsPME28基因在调控水稻抗倒伏性状中的应用，所述OsPME28基因，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

进一步的，所述OsPME28基因编码的蛋白，其氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。

更进一步的，所述OsPME28基因通过调控水稻细胞壁中果胶和木质素含量，改变水稻茎秆折断力、拉伸力、以及穿刺力，来调控水稻抗倒伏性状。

第二方面，本发明提供抑制所述OsPME28基因表达的产品。

第三方面，本发明提供所述产品在提高水稻抗倒伏能力中的应用。

进一步的，所述产品包括OsPME28基因敲除载体、引物和试剂。

更进一步的，所述敲除载体的构建方法如下：

S1、设计OsPME28基因的gRNA引物序列，正向和反向引物序列依次如SEQ ID NO.3-4所示；

S2、将gRNA正向和反向引物序列双链化；

S3、用BsaI对基因编辑载体pRGEB32进行酶切，酶切后的载体回收，将回收的载体片段和双链gRNA序列连接，提取转化后的大肠杆菌质粒进行测序，测序后含有目的基因gRNA序列的载体为构建正确的敲除载体。

更进一步的，提高水稻抗倒伏能力的具体步骤如下：

1)将所述敲除载体转化农杆菌，获得重组农杆菌；

2)将重组农杆菌转染至水稻品系，经选择培养、分化培养、生根培养、炼苗、移栽，获得抗倒伏能力提高的转基因水稻植株。

本发明具有如下有益效果：