OsKCS13基因及其编码蛋白在调控水稻粒长性状中的应用

本发明属于植物基因工程，尤其涉及

oskcs13基因及其编码蛋白在调控水稻粒长性状中的应用。

背景技术：

1、水稻(

oryza sativa l.)作为亚洲乃至全世界最为重要的粮食作物之一，为保障世界粮食安全和满足日益增长的人口粮食需求起到了至关重要的作用。随着人口的逐年增加和耕地面积的逐年减少，提高单位面积产量是解决粮食问题的关键。籽粒大小是决定水稻产量的核心农艺性状之一，直接关系到千粒重和稻米外观品质。因此，挖掘和利用调控籽粒长度的关键基因资源，对于高产优质水稻品种的分子育种具有重要意义。

2、水稻籽粒长度是一个受多基因控制的复杂数量性状，其发育过程涉及颖壳细胞分裂与细胞伸长、籽粒灌浆和物质积累等多个生物学环节，任何关键调控基因的功能丧失或表达异常，都可能导致粒型改变。目前，已报道多个参与油菜素内酯、生长素、g蛋白信号通路以及mapk信号通路的基因在调控水稻粒长中发挥重要作用，但现有的粒长调控基因资源仍相对有限，且部分基因存在一因多效或育种利用受限等问题，亟需挖掘新的粒长调控基因以丰富育种选择。

3、

oskcs13属于植物kcs(β-酮脂酰辅酶a合成酶，β-ketoacyl-coa synthase)基因家族。kcs家族是超长链脂肪酸(very-long-chain fatty acids，vlcfas)生物合成途径中的关键限速酶，负责催化脂肪酸碳链的延伸。超长链脂肪酸是植物表皮蜡质、角质层和膜脂的重要组成部分，在植物生长发育和环境适应中发挥着重要作用。近年来研究表明，kcs家族成员不仅参与脂质代谢，还通过影响细胞膜流动性和信号转导，进而调控植物器官的细胞伸长和大小。然而，

oskcs13基因在水稻粒长调控中的具体功能和分子机制尚未见报道。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的上述问题，本发明通过crispr-cas9技术对

oskcs13进行基因敲除，发现其功能缺失后水稻籽粒长度显著增加，表明

oskcs13是负向调控水稻粒长的关键基因，为水稻高产分子育种提供了新的基因资源和应用策略。

2、为实现上述技术目的，本发明采用了以下技术方案：

3、本发明目的之一是提供

oskcs13基因及其编码蛋白在调控水稻粒长性状中的应用，所述

oskcs13基因的核苷酸序列如seq id no.1所示，其编码蛋白的氨基酸序列如seqid no.2所示。

4、进一步的，所述调控水稻粒长通过敲除

oskcs13基因实现。

5、进一步的，所述应用包括使

oskcs13基因在水稻中发生功能丧失型突变。

6、本发明目的之二是提供一种引物组合，所述引物组合用于敲除

oskcs13基因，其核苷酸序列如seq id no.5和seq id no.6所示。

7、本发明目的之三是提供一种包含所述

oskcs13基因的重组表达载体。

8、本发明目的之四是提供一种包含所述

oskcs13基因或所述重组表达载体的宿主细胞，所述宿主细胞为微生物细胞。

9、进一步的，所述微生物细胞为农杆菌、酵母菌或大肠杆菌。

10、本发明目的之五是提供一种培育粒长增加的水稻的方法，包括：在水稻中敲除

oskcs13基因，所述

oskcs13基因的核苷酸序列如seq id no.1所示，其编码蛋白的氨基酸序列如seq id no.2所示；所述敲除

oskcs13基因增加水稻粒长。

11、进一步的，所述敲除通过采用seq id no.5和seq id no.6所示引物对构建crispr-cas9载体，并将所述载体导入水稻细胞实现。

12、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

13、本发明聚焦于一种名为

oskcs13的调控水稻粒长性状的基因及其编码蛋白的创新应用。该基因编码的特定多肽序列如seq id no.2所示，通过精准地调控这一基因的表达水平，本发明成功实现了对水稻粒长的正向改良，显著增加籽粒长度。此举对水稻产量提升和优质稻米育种具有重要意义。为了验证

oskcs13基因的功能，本发明运用crispr-cas9基因编辑技术，在

oskcs13的目标基因位点进行敲除，造成移码突变，导致

oskcs13基因功能性缺失，结果发现敲除突变体的籽粒长度显著增加，证明了该基因在负向调控水稻粒长中的核心作用。这一粒长基因

oskcs13在农业领域展现出巨大的应用潜力，特别是在培育高产、大粒的水稻品种方面。其广泛应用将有望引领农业生产更加高效，通过增加单产助力保障粮食安全，为解决全球人口增长带来的粮食需求挑战提供有力的科技支撑。

1.oskcs13基因及其编码蛋白在调控水稻粒长性状中的应用，其特征在于，所述oskcs13基因的核苷酸序列如seq id no.1所示，其编码蛋白的氨基酸序列如seq id no.2所示。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述调控水稻粒长为增加水稻粒长，其通过敲除oskcs13基因实现。

3.一种引物组合，其特征在于，所述引物组合用于敲除oskcs13基因，其核苷酸序列如seq id no.5和seq id no.6所示。

4.包含权利要求1所述oskcs13基因的重组表达载体。

5.包含权利要求1所述oskcs13基因或权利要求4所述重组表达载体的宿主细胞，其特征在于，所述宿主细胞为微生物细胞。

6.一种培育粒长增加的水稻的方法，其特征在于，在水稻中敲除oskcs13基因，所述oskcs13基因的核苷酸序列如seq id no.1所示，其编码蛋白的氨基酸序列如seq id no.2所示；所述敲除oskcs13基因增加水稻粒长。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述敲除通过采用seq id no.5和seq idno.6所示引物对构建crispr-cas9载体，并将所述载体导入水稻细胞实现。