[发明专利]水稻种子休眠性调控基因OsMPK7及其应用

说明书

本发明公开了一种水稻种子休眠性调控基因OsMPK7及其应用，属于生物技术和作物基因工程技术领域。本发明所公开的水稻种子休眠性调控基因OsMPK7在提高水稻种子休眠性中起到重要作用，其序列如SEQ ID NO.2所示，编码氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示的蛋白质。该应用具体是通过CRISPR/Cas9系统编辑、干扰或敲除OsMPK7基因，破坏OsMPK7基因的生物学功能，获得抗穗发芽水稻株系。通过本发明提供的基因OsMPK7编辑方法可敲除现有材料的OsMPK7基因，筛选敲除后代，可获得休眠性增强的水稻株系，能够有效改良其穗发芽抗性。

技术领域

本发明涉及生物技术和作物基因工程技术领域，具体涉及一种水稻种子休眠性调控基因OsMPK7及其应用。

背景技术

种子休眠性弱的材料穗发芽抗性弱，不利于农业生产。在我国稻米主产区长江流域和华南一带，早籼稻的收获季节正好赶上当地的梅雨季节，高温、高湿的环境条件更易导致穗发芽。据资料统计，我国水稻每年因穗发芽造成的损失率达5％以上，严重影响早稻稻谷的产量和品质。我国南方杂交稻的制种过程中，广泛使用赤霉素，削弱了种子休眠性，加上收获季节的高温高湿条件，穗发芽现象严重。一旦出现穗发芽，种子储存物大量消耗，直接导致减产；甚至造成加工品质、营养品质、食用品质和种子活力下降，失去商用价值。水稻是重要的粮食作物，是我国第一大粮食作物。不同年份穗发芽对水稻生产造成不同程度的危害。因此，研究解决水稻穗发芽抗性问题对促进水稻生产、确保我国的粮食安全有重大意义。

水稻的穗发芽抗性与种子休眠性密切相关。目前通过资源筛选并进行遗传分析，已经定位了大量休眠性数量性状位点(QTL)，但只有少数几个被克隆，因此能应用于实际生产的基因非常少。现已克隆的休眠性相关基因有的影响其它农艺性状，如qSD1-2；有的功能性标记不明确，如sdr4；造成生产应用不方便。申请人在研究水稻穗发芽性状时发现敲除OsMPK7基因可提高水稻种子休眠性，为解决水稻穗发芽问题提供了一个重要研究方向。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种水稻种子休眠性调控基因OsMPK7及其应用。

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

本发明所涉及的水稻种子休眠性调控蛋白，来源于水稻，其氨基酸序列如SEQ IDNO.1所示。

本发明的水稻种子休眠性调控基因OsMPK7，编码序列表中的SEQ ID NO.1所示氨基酸序列。

本发明所述的调控基因OsMPK7可以是基因OsMPK7的cDNA序列，也可以是基因OsMPK7的基因组DNA序列。例如序列表中如SEQ ID NO.2所示的cDNA序列。

本发明另一目的是提供上述水稻种子休眠性调控蛋白及其编码基因在提高水稻种子休眠性中的应用。该应用具体是通过CRISPR/Cas9系统编辑、干扰或敲除OsMPK7基因，降低或破坏OsMPK7基因的生物学功能，获得抗穗发芽株系。

作为本发明优选的实施方式，所述应用具体包括如下步骤：

1)编辑载体构建：参照CRISPR/Cas9编辑技术，选定靶标序列，构建编辑载体；

2)采用农杆菌介导的遗传转化方法将编辑载体转入易穗发芽水稻品种中；

3)参照受体品种OsMPK7基因序列，筛选OsMPK7基因敲除突变株；繁殖该突变株获得穗发芽抗性得到改良的株系。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

1、本发明利用OsMPK7基因及其编码的蛋白参与水稻种子休眠调控的特点及CRISPR/Cas9系统的基因组靶向修饰，通过突变该基因核苷酸序列筛选水稻具有穗发芽抗性的株系，在农业生产上具有十分重要的应用。