[发明专利]一种具有阴离子转运活性的通道蛋白及其基因组修饰调控作物籽粒大小

说明书

本发明涉及一种获得适于调整水稻籽粒大小的重组或编辑DNA片段的方法，包括：通过基因工程技术手段改造水稻或作物的DNA片段，使得水稻或作物中TCBG1基因及其功能类似的同源基因敲除、敲低或基因沉默；其中TCBG1基因的CDS序列为SEQ ID NO.1，氨基酸序列为SEQ ID NO.2。本发明的一些实例中，通过直接调控细胞渗透势或膨压，成功地改变籽粒细胞的库容量，增加了作物籽粒的大小。这无疑为作物的增产提供了基础，有着广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种基因技术领域，特别地涉及一种具有阴离子转运活性的基因调控籽粒 大小。

背景技术

水稻是一年生禾本科粮食作物，全世界近一半人口以稻米为食。提高水稻或其他禾本 科作物的产量一直是研究者们关注的热点问题，粒型是与产量直接相关的性状，因而成为 研究的直观切入点，其中主要包括粒长，粒宽，粒厚等表型影响籽粒重量，这些表型则是 由细胞数量以及细胞形状、大小决定的。

近年来，通过数量性状定位(QTLs)等方法，获得了决定籽粒大小的多个基因，主要涉及如下几个方面的生理过程，第一、有机物同化相关酶基因包括淀粉合成相关酶和蔗糖代谢相关酶如GBSS、OsCIN1、GIF1/OsCIN2等(Tsai CY，1974，Smith AM et al.,1997，Guoyu Zhang et al.,2011，AyahikoShomura et al.,2008，Tatsuro Hirose et al.,2008，Ertao Wang et al.,2008)。第二类为糖的转运体及其调控基因如SWEET4c、SUTfamily、OsNF-YB1等 (DavideSosso et al.,2015，Ai-NingBai etal.,2015)。第三类为细胞分裂和激素有关的基因如 GS5、GW2、GW8qSW5/GW5、BG1等(Yibo Li et al.,2011，Xian-Jun Song et al.,2007，Shaokui Wang et al.,2012，AyahikoShomura et al.,2008)。在这些已报道的影响粒型的分裂调控基因中， 一部分是通过改变细胞数目影响籽粒大小，如GS3,GW2,GW5,GS5,GW8,qGL3,TGW6, GW6a,and BG1等(Song et al.,2007,2015；Weng etal.,2008；Mao et al.,2010；Li et al.,2011； Wang et al.,2012；Zhang et al.,2012；Ishimaru et al.,2013；Liu et al.,2015)；也有一小部分细胞 数目变化不大，细胞大小发生改变，如PGL1,GL7,and GS2/GL2等(Heang andSassa,2012； Che et al.,2015；Duanet al.,2015；Hu et al.,2015；Wang et al.,2015)。其中，无论是影响细胞数 目还是细胞大小，大多都是利用激素(Ashikari et al.,1999,2005；Hong et al.,2003；Tanabe etal., 2005；Ishimaru et al.,2013)来调控细胞分裂或细胞周期(Yibo Li et al.,2011，Xian-Jun Song et al.,2007，Shaokui Wang et al.,2012，Liu et al.,2015)从而影响籽粒大小。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提出了一种获得适于调整水稻籽粒大小的重 组或编辑DNA片段的方法，包括：通过基因工程技术手段改造水稻的DNA片段，使得水稻或作物中TCBG1基因及其功能类似的同源基因敲除、敲低或基因沉默；其中TCBG1基 因的CDS序列如SEQ ID NO.1所示，氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。

如上所述的方法，其中，所述基因工程技术手段为CRISPR/Cas9。