[发明专利]转录因子OsNF-YC1在调控水稻籽粒大小中的应用及方法

说明书

本发明涉及转录因子OsNF‑YC1在调控水稻籽粒大小中的应用及方法，其中，转录因子OsNF‑YC1的CDS序列如SEQ ID No.1所示，编码蛋白的氨基酸序列如SEQ ID No.2所示。通过对水稻中的转录因子OsNF‑YC1进行敲除或下调其表达，可以使水稻籽粒的粒宽和粒厚降低，呈现出轻微的细长粒外形，千粒重降低，这为水稻的籽粒改良提供了一种新的基因和方法。

技术领域

本发明涉及植物基因工程技术和水稻分子育种技术领域，具体涉及转录因子OsNF-YC1在调控水稻籽粒大小中的应用及方法。

背景技术

水稻作为世界上最重要的粮食作物之一，世界上一半的人以稻米为食，然而，近年来随着世界人口增加，全球气候变化，可用耕地面积减少，水稻产量更是关乎人类粮食安全问题，因此，提高水稻单产就成为了解决粮食安全的关键所在。在构成水稻产量的三个要素中包括单位面积有效穗数、穗粒数和千粒重。而水稻的千粒重在很大程度上被水稻粒形包括粒长、粒宽、粒厚、长宽比等影响着。

在近年的研究中，研究人员已经克隆了很多控制水稻籽粒大小的基因，并初步明确了其分子调控机理。主要包括转录调控途径、内源激素调控途径、泛素-蛋白酶体途径、G蛋白信号传导途径等多种调控途径(Li,N.,Li,Y..(2016)Signaling pathways of seedsize control in plants.Current Opinion in Plant Biology,33,23-32.)。例如：在转录调控途径中，GS2编码一个生长调控因子，与转录共激活子OsGRFs互作，调控细胞伸长和细胞分裂，超表达可显著增加籽粒重量，进而提高水稻产量(Hu,Y.,Liang,W.,Yin,C.,etal.(2015)Interactions of OsMADS1 with Floral Homeotic Genes in Rice FlowerDevelopment.Molecular Plant,8(9):1366-1384)。在内源激素调控途径中，GW5编码一个钙调素结合蛋白,可与糖原合酶激酶GSK2互作并抑制其活性,从而调节油菜素内酯响应基因的表达水平和生长响应，进而调控粒宽和粒重(Liu,J.,Chen,J.,Zheng,X.,Wu,F.,Lin,Q.,Heng,Y.,et al.(2017)GW5 acts in the brassinosteroid signalling pathway toregulate grain width and weight in rice.Nature Plants,3:17043.)。在泛素-蛋白酶体途径中，GW2编码一个环型E3泛素连接酶，通过将其底物锚定到蛋白酶体进行降解，从而负调节细胞的分裂(Hao,J.,Wang,D.,Wu,Y.,et al.(2021)The GW2-WG1-OsbZIP47pathway controls grain size and weight in rice.Molecular Plant,14(8):1266-1280.)。水稻中3个G蛋白γ亚基GS3、DEP1和GGC2。在G蛋白信号传导途径中，DEP1和GGC2的C端结构域介导G蛋白信号传导，其功能发挥依赖G蛋白β亚基RGB1和α亚基RGA1，它们对籽长的调节作用是加性的。GS3本身对籽粒大小无影响，但它与DEP1或GGC2竞争性结合Gβ，缩短粒长(Yu,J.,Miao,J.,Zhang,Z.,Xiong,H.,Zhu,X.,Sun,X.,et al.(2018)Alternativesplicing of OsLG3b controls grain length and yield in japonica rice.PlantBiotechnology Journal,16,1667–1678.)。