一种利用基因编辑技术控制小麦分蘖性状的方法

    技术2025-05-06  40


    本发明涉及小麦分蘖,特别涉及一种利用基因编辑技术控制小麦分蘖性状的方法。


    背景技术:

    1、小麦的产量构成三因素包括单位面积有效穗数、千粒重和穗粒数,其相互制约,需协调三者的关系,以达到高产。穗是由小麦分蘖产生,穗数是构成小麦籽粒库容的主要部分,对产量有重要影响。有研究表明,穗数的增产优势比穗粒数和千粒重更明显,小麦穗数由主茎穗和分蘖穗构成,主茎成穗比较稳定,分蘖数及其成穗率是决定穗数的重要因素。

    2、小麦分蘖是典型的数量遗传性状,基因型决定分蘖能力和分蘖发生顺序,外部环境对茎蘖成穗率、产量贡献率以及成穗茎蘖性状有重要影响。分蘖影响小麦产量的重要性状。分蘖的数量和质量通过影响群体发展,最终影响产量高低。正常播期条件下,冬小麦出苗约15天开始发生分蘖首先,胚芽鞘的分蘖芽发育成芽鞘蘖,主茎的第4片真叶和从第1片真叶中长出的第一个分蘖同时发生,主茎的第5片真叶和从第2片真叶中长出的第二个分蘖同时发生,保持同伸关系,冬前分蘖约占总分蘖的75%左右;入冬以后,气温降至0℃以下分蘖生长缓慢;进入返青期后,温度回升,分蘖发生速度也增加;当气温升至10℃以上,春季分蘖大量发生。春生分蘖多为无效分蘖,到开花期之前发生衰亡,开花期茎蘖数基本稳定。小分蘖通过影响小麦群体结构进而影响产量。分蘖发生数和成穗率决定有效分蘖数,有效分蘖越高对增产作用显著。分蘖作为田间壮苗的重要指标,其发育水平决定了个体长势,因此,研究小麦分蘖的发生机制,对小麦高产有重要意义。


    技术实现思路

    1、基于上述背景技术,本发明的目的是提供一种利用基因编辑技术控制小麦分蘖性状的方法,基因编辑技术能精准对目的基因进行编辑,并且没有外缘基因的导入,本发明通过基因编辑技术精准编辑loc123106936,可以精准调控小麦分蘖性状,控制小麦产量。

    2、本发明的目的之一在于一种利用基因编辑技术控制小麦分蘖性状的方法,具体步骤如下:

    3、(1)针对基因loc123106936设计基于crispr/cas9的sgrna作用位点;

    4、所述sgrna作用位点的核苷酸序列为:seq id no.5和seq id no.6。

    5、(2)以pcbc-mt1t2质粒为模板,mt1t2-f,mt1t2-f0,mt2t2-r0,mt2t2-r为引物,pcr扩增目的片段;

    6、所述引物序列如下:

    7、mt1t2-f:seq id no.7;

    8、mt1t2-f0:seq id no.8;

    9、mt1t2-r0:seq id no.9;

    10、mt1t2-r:seq id no.10。

    11、所述pcr反应体系为:pcbc-mt1t2质粒1μl,mt1t2-f 0.5μl,mt1t2-f00.5μl,mt1t2-r00.5μl,mt1t2-r 0.5μl,2×mix 10μl,ddh2o 7μl。

    12、pcr扩增反应程序为:98℃3min;98℃30s,57℃30s,72℃1min,35个循环;72℃5min,4℃2h。

    13、(3)将步骤(2)获得的目的片段与载体pbue411进行酶切连接,构建得到loc123106936基因编辑载体pbue411-2gr-loc123106936;

    14、酶切连接反应体系如下:胶回收产物200ng(1μl),pbue411200ng(2μl),bsai酶1μl,cutsmart buffer(10x)1.5μl(bsal的buffer),t4连接酶1μl,t4连接酶buffer(10x)1.5μl,ddh2o,total 15μl。

    15、酶切连接反应条件:37℃5h,50℃10min,80℃5min。

    16、(4)将步骤(3)获得的基因编辑载体pbue411-2gr-loc123106936转入农杆菌lba4404,进行小麦遗传转化,经筛选鉴定获得小麦分蘖高产性状材料。

    17、将两个sgrna作用位点通过不同表达盒串联到同一基因编辑载体上。

    18、携带cas9的载体为pbue411。

    19、所述小麦为自交系fielder。

    20、优选地,所述方法可用于实现调控小麦株高性状。

    21、更优选地,通过该方法可用于选育矮杆小麦品种。

    22、优选地,所述方法还可用于调控小麦小穗数、分蘖、穗长、粒重和/或粒体积性状。

    23、更优选地,所述方法还可用于选育高粒重重小麦品种。

    24、更优选地,所述方法还可用于选育大粒型小麦品种。

    25、另一方面,本发明还提供了一种选育矮杆小麦品种的方法,其特征在于,所述方法是利用所述基因编辑技术实现。

    26、另一方面,本发明还提供了一种选育高粒重重或大粒型小麦品种的方法,其特征在于,所述方法是利用所述基因编辑技术实现。

    27、本发明的技术有点包括:经由上述的技术方案可知,本发明公开提供了一种利用基因编辑技术控制小麦分蘖性状的方法,基因编辑技术能精准对目的基因进行编辑,并且没有外缘基因的导入,本发明通过基因编辑技术精准编辑loc123106936,可以精准改善小麦分蘖玉性状,增加小麦产量。



    技术特征:

    1.一种利用基因编辑技术控制小麦分蘖性状的方法,具体步骤如下:

    2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(2)中的所述pcr反应体系为:pcbc-mt1t2质粒1μl,mt1t2-f 0.5μl,mt1t2-f00.5μl,mt1t2-r00.5μl,mt1t2-r 0.5μl,2×mix10μl,ddh2o 7μl。

    3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(2)中的pcr扩增反应程序为:98℃3min;98℃30s,57℃30s,72℃1min,35个循环;72℃5min,4℃2h。

    4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(3)中的酶切连接反应体系如下:胶回收产物200ng 1μl,pbue411200ng 2μl,bsai酶1μl,cutsmartbuffer 10x 1.5μl,t4连接酶1μl,t4连接酶buffer 10x 1.5μl,ddh2o,total 15μl。

    5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(3)中的酶切连接反应条件:37℃5h,50℃10min,80℃5min。

    6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法是将两个sgrna作用位点通过不同表达盒串联到同一基因编辑载体上。

    7.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法可用于实现调控小麦株高性状。

    8.如权利要求1所述的方法,其特征在于,通过该方法可用于选育矮杆小麦品种。

    9.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还可用于调控小麦小穗数、分蘖、穗长、粒重和/或粒体积性状。

    10.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还可用于选育高粒重重或大粒型小麦品种。


    技术总结
    本发明提供一种利用基因编辑技术控制小麦分蘖性状的方法,基因编辑技术能精准对目的基因进行编辑,并且没有外缘基因的导入,本发明通过基因编辑技术精准编辑LOC123106936,可以精准调控小麦分蘖性状,控制小麦产量。

    技术研发人员:邢界文,齐敬一,刘斌,刘阳阳,孙其信,倪中福,尤明山
    受保护的技术使用者:中国农业大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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