[发明专利]一种调控种子活力的水稻KOB1基因及其调控方法

说明书

本发明公开了一种调控种子活力的水稻KOB1基因及其调控方法，所述的KOB1基因的核苷酸序列如序列1所示，其调节方法包括以下步骤：通过将水稻KOB1基因(OsKOB1)转导至受体水稻或其他植物中，使OsKOB1在种子中过表达或异源表达，从而提高种子活力；或者，通过CRISPR/Cas9基因编辑方法将水稻或其他植物的KOB1基因的敲除，产生的突变体的种子活力会下降；其中：水稻的KOB1基因序列如序列1所示。本发明通过基因工程操纵种子中钾离子通道蛋白相关基因KOB1的表达，能显著影响种子活力。本发明通过运用基因工程方法对水稻KOB1进行遗传操纵，可以显著改变种子活力，该生物学功能对于提高种子活力有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于基因工程技术领域，具体涉及一种调控种子活力的水稻KOB1基因及其调控方法。

背景技术

农业生产离不开高活力种子，保持种子在储藏期间的高活力一直是科学家和农业生产者所关注的问题。种子采收后，在储藏期间其内部会发生一系列生理生化代谢变化，如细胞膜完整性被破坏，DNA降解，RNA和蛋白合成受损，能量代谢下降等，导致种子老化，从而使种子活力下降甚至完全丧失。低活力种子发芽率低、出苗缓慢，对不良环境的抵抗力弱，最终导致农作物产量显著降低。科学家们对种子活力的生理生化和分子机制进行了广泛研究，筛选出了大量相关QTLs和基因；并试图通过对这些基因进行遗传改良来提高农作物种子的贮藏耐性和种子活力。但目前最简单和常用的保持种子活力的方法和技术仍然是保持种子干燥(降低含水量)、低温贮藏、真空包装等。此外，还可通过PEG渗调处理，湿平衡处理，化学药物如无机盐(ZnSO₄、NaH₂PO₄、NaCl、KI等)，微量元素(B、Zn、Mo、Cu等)，肥料(尿素、(NH₄)₂SO₄等)，植物激素(GA₃、IAA、KT等)和生长活性物质(多胺类,三十烷醇等)等处理提高种子活力。但这些方法和技术未能从根本上改良种子活力或抗老化能力。

种子的生命活动都受本身的遗传基因控制，种子活力同样受到相关基因表达的调控。因此可以挖掘出与种子活力调控相关的基因，通过植物转基因技术操纵基因的表达来调控种子活力，以达到改良种质资源农艺性状的目的。钾离子是植物生长发育必需元素之一。有研究表明，用一定钾离子溶液处理老化的玉米种子，可以提高其萌发率，说明钾离子对老化种子的修复有一定作用。植物中钾离子通道(蛋白)是细胞转运钾离子的重要途径之一。但关于钾离子通道蛋白是否参与种子活力调控的研究尚未见报道。因而如何调节钾离子通道蛋白的表达从而调控种子活力有潜在的应用前景。

发明内容

本发明的目的是提供一种调控种子活力的钾离子通道蛋白相关基因KOB1基因及其调控方法，本发明通过基因工程操纵种子中水稻KOB1基因(OsKOB1)的表达，从而能显著影响种子活力。

本发明中这种调控种子活力的水稻KOB1基因(OsKOB1)，其核苷酸序列如序列1所示。

本发明中水稻KOB1基因调控种子活力的方法，即通过基因工程操纵水稻KOB1基因表达调控种子活力的方法，包括以下步骤：

通过将OsKOB1转导至受体水稻或其他植物中，使OsKOB1在种子中过表达或异源表达，从而提高种子活力；

或者，通过CRISPR/Cas9基因编辑方法将水稻或其他植物的KOB1基因敲除，其突变体种子的种子活力就会降低。。

所述的将OsKOB1转导至受体水稻或其他植物中的具体方法，包括以下步骤：

1.1克隆去终止密码子的OsKOB1的cDNA序列，构建该基因的pCUbi1390表达载体；

1.2使用花序浸染法将步骤1.1中pCUbi1390表达载体转导入受体水稻或其他植物中，并收获其种子；