[发明专利]一种控制稻米品质的热激蛋白家族基因HSP110-3及其应用

说明书

本发明公开了一种控制稻米品质的热激蛋白家族基因HSP110‑3及其应用。该基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示；该基因编码的蛋白质的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。本发明中，在水稻ZH11背景下热激蛋白家族基因HSP110‑3利用CRISPR/Cas9对该基因敲除后的转基因株系与野生型水稻ZH11相比，均表现籽粒垩白粒率显著提高，揭示了热激蛋白家族基因HSP110‑3参与并调控垩白形成，是控制稻米品质的基因。

技术领域

本发明属于基因工程技术领域，具体涉及一种控制稻米品质的热激蛋白家族基因HSP110-3及其应用。

背景技术

水稻是世界上最重要的粮食作物之一，全世界种植水稻的国家和地区有 100多个。随着人们生活水平的不断改善，对稻米品质的要求也越来越高，不断改善稻米的品质也一直是水稻育种家们追求的育种目标。稻米品质主要包含研磨品质、外观品质、营养品质和蒸煮食味品质等四个主要方面，稻米垩白是评价稻米外观品质的重要指标，影响稻米外观品质的因素有很多，而垩白的形成主要是由遗传基因决定，且在品种间差异比较大。因此，对控制稻米垩白的基因进行发掘，并解析其影响稻米垩白的形成机理，并应用于水稻等禾谷类作物优质品种的培育，具有重要的理论意义和生产应用潜力。

在过去20年，随着DNA标记和基因组测序技术的快速发展，影响稻米品质的QTL逐渐被发现并被克隆研究。而影响垩白形成的主要原因有遗传因素和环境因素。遗传因素主要有淀粉合成相关基因如：Wx、AGPase、SSI、 SSII、SIII等，这些基因突变会直接导致稻米淀粉合成受阻，进而直接导致籽粒垩白形成；蛋白合成及转运相关基因如：OsAAP6、OsGluA2、OsRab5a、 OsVPEI等，这些基因的突变会导致蛋白合成以及运输过程受阻，间接影响蛋白体的形成以及导致垩白的产生；脂肪酸合成及转运基因如：OsLTPL36、 LOX3、OsFAD2-1等基因突变会导致脂类物质合成及转运受阻导致垩白形成。此外，受高温环境影响因子基因如OsbZIP58、FLO2、OsMSD7、cpHSP70-2 会直接或间接影响一些营养物质合成相关基因的表达进而导致籽粒垩白形成。仅利用某一个控制垩白性状的QTL或基因较大幅度降低水稻的垩白性状几乎是不可能的，而多个有利基因的聚合才是降低垩白的有效途径，利用性状关联开展水稻的品质改良也是降低稻米垩白简洁有效的方法。目前被发现的控制垩白性状的基因还不足够，需要克隆更多的控制垩白性状的基因或发掘更多的低垩白等位基因，并开发出实用的与垩白性状紧密连锁的分子标记或基因内的功能标记，以用于垩白性状改良的分子育种。因此研究参与并调控垩白形成的基因，对于提高稻米品质具有重要的研究意义。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供一种控制稻米品质的热激蛋白家族基因HSP110-3及其应用，该基因参与并调控垩白形成，有利于提高稻米品质。

为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种控制稻米品质的热激蛋白家族基因HSP110-3，该基因的核苷酸序列如SEQ IDNO.1所示。

一种热激蛋白家族基因HSP110-3编码的蛋白质，该蛋白质的氨基酸序列如SEQ IDNO.2所示。

进一步地，热激蛋白家族基因HSP110-3在调控稻米品质的应用。

进一步地，热激蛋白家族基因HSP110-3在水稻等禾谷类作物品种培育中的应用。

一种包含热激蛋白家族基因HSP110-3的表达载体。

一种包含热激蛋白家族基因HSP110-3的工程菌。

一种调控稻米品质的生物制剂，包括热激蛋白家族基因HSP110-3。

本发明的有益效果为：