水稻OsLAX1启动子及包含其的生物材料在调控水稻穗粒数和/或产量中的应用

本发明属于基因工程，涉及一种水稻

oslax1启动子及包含其的生物材料在调控水稻穗粒数和/或产量中的应用。

背景技术：

1、水稻是全球半数以上人口的主粮。联合国粮农组织（fao）及oecd-fao预测，未来全球谷物产量增长主要依赖单产提升。穗部形状是影响水稻产量的关键因素之一，水稻穗分枝发育本质上是不同类型穗分生组织——包括花序分生组织、枝梗分生组织及小穗分生组织——依次形成、维持并转化的动态过程，这些分生组织的持续分化和转化最终决定了每穗粒数。因此，分生组织细胞活性的精确调控是影响穗分枝程度和穗粒数的根本因素。

2、然而，现有技术多聚焦于单一基因对分生组织活性的调控，或局限于单个穗部性状（如穗长或枝梗数）的改良，缺乏以分生组织活性协同优化为核心、系统整合每穗粒数、枝梗数目及穗长等多性状的综合增产方案。这制约了水稻穗部产量潜力的进一步挖掘。

3、鉴于此，本发明提供一种通过系统优化穗部性状（包括每穗粒数、枝梗数目、穗长等）实现水稻产量调控的技术方案，旨在突破现有增产技术的瓶颈，为水稻高产育种提供新的技术路径。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供了水稻

oslax1启动子及包含其的生物材料在调控水稻穗粒数和/或产量中的应用，在水稻中异源表达

oslax1启动的

atdar3、

atda1-ub基因后，使atdar3、

atda1-ub在分支间隔区特异表达，改变分生组织细胞活性，从而影响水稻的穗长、穗粒数、枝梗数、小花数和产量，利用穗分枝间隔区特异启动子

oslax1可对水稻穗粒数和产量进行遗传改良。

2、为实现上述目的，本发明的具体技术方案如下：

3、本发明第一方面提供了水稻

oslax1启动子及包含其的生物材料在调控水稻穗粒数和/或产量中的应用，所述

oslax1启动子的核苷酸序列如seq id no.1所示。

4、进一步地，所述调控为提高水稻穗粒数和/或产量，通过所述

oslax1启动子在分支间隔区特异启动

atdar3表达实现，

atdar3基因的核苷酸序列如seq id no.2所示。

5、进一步地，所述调控为降低水稻穗粒数和/或产量，通过所述

oslax1启动子在分支间隔区特异启动

atda1-ub表达实现，所述

atda1-ub基因核苷酸序列如seq id no.3。

6、进一步地，所述产量性状为穗长、穗粒数、枝梗数、小花数和产量中的任意一种或几种。

7、进一步地，所述生物材料包括以下的任意一种：

8、a、所述

oslax1启动子驱动的

atdar3或

atda1-ub基因编码的蛋白；

9、b、包含所述

oslax1启动子驱动的

atdar3或

atda1-ub基因的重组表达载体；

10、c、包含所述

oslax1启动子驱动的

atdar3或

atda1-ub基因的重组微生物菌株。

11、进一步地，所述水稻为中花11。

12、进一步地，所述重组微生物菌株是将包含所述

oslax1启动子驱动的

atdar3或

atda1-ub基因的重组表达载体转化至感受态细胞中获得，

13、进一步地，所述感受态细胞为农杆菌或大肠杆菌感受态细胞。

14、进一步地，所述农杆菌为gv3101。

15、本发明第二方面提供了一种水稻穗粒数和/或产量提高的转基因水稻的培育方法，包括以下步骤：

16、在目的水稻中表达所述的穗分支间隔区特异启动子

oslax1启动的

atdar3基因，调节水稻穗分枝发育，获得产量提高的转基因水稻；或使目的水稻产生所述的穗分支间隔区特异启动子

oslax1启动的

atdar3基因编码的蛋白，调节水稻穗分枝发育，获得高产的转基因水稻。

17、进一步地，所述方法包括以下步骤：

18、将所述穗分支间隔区特异启动子

oslax1启动的

atdar3基因连接到表达载体上，构建重组表达载体；

19、将重组表达载体导入目的水稻的基因中，改变分支间隔区分生区组织细胞活性，调节水稻穗分枝发育，得到所述转基因水稻。

20、进一步地，所述水稻为中花11。

21、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

22、本发明首次公开穗分枝间隔区特异启动子

oslax1可调节水稻穗粒数和产量，通过在水稻中使用穗分枝间隔区特异启动子

oslax1启动

atdar3、atda1-ub基因，使

atdar3、

atda1-ub在分支间隔区特异表达，改变分支间隔区细胞活性，从而影响水稻的穗长、穗粒数、枝梗数、小花数和产量，其中

atdar3基因在穗分枝间隔区特异表达后，可显著增加水稻的穗长、穗粒数、二级枝梗数、小花数和单株产量，具有良好的育种应用前景；

atda1-ub基因在穗分枝间隔区特异表达后，可显著降低水稻的穗长、穗粒数、二级枝梗数、小花数和单株产量，表明oslax1启动子可用于反向验证穗分枝调控基因的功能，亦可作为研究穗分枝发育调控网络的工具。本发明实验操作简单，可行性高，建立了通过在穗分枝间隔区特异表达异源物种基因提高作物产量的方法体系，具有广泛的应用前景。

1.水稻oslax1启动子及包含其的生物材料在调控水稻穗粒数和/或产量中的应用，其特征在于，所述oslax1启动子的核苷酸序列如seq id no.1所示。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述调控为提高水稻穗粒数和/或产量，通过所述oslax1启动子在分支间隔区特异启动atdar3表达实现，atdar3基因的核苷酸序列如seq id no.2所示。

3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述调控为降低水稻穗粒数和/或产量，通过所述oslax1启动子在分支间隔区特异启动atda1-ub表达实现，所述atda1-ub基因核苷酸序列如seq id no.3。

4.根据权利要求2或3所述的应用，其特征在于，所述产量性状为穗长、穗粒数、枝梗数、小花数和产量中的任意一种或几种。

5.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述生物材料包括以下的任意一种：

6.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述水稻为中花11。

7.一种水稻穗粒数和/或产量提高的转基因水稻的培育方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述水稻为中花11。