一種水稻千粒重基因tgw6突變體及其制備方法與應用
【技術領域】
[0001] 本發明屬于植物生物技術領域，具體涉及一種水稻千粒重基因tgw6突變體及其 制備方法與應用。
【背景技術】
[0002] 水稻（Oryza sativa L.)是世界上重要的糧食作物之一，養活著全球半數以上的 人口，也是我國近一半人口的主要食物來源。隨著人口的不斷增長，人們對糧食的需求也 越來越大。雜種優勢的有效利用對水稻產量的提高起了重要的推動作用，然而，單位面積 的水稻產量一直沒有太大提升，而且隨著耕地面積的減少，水稻的種植面積一直在下降， 迫切需要借助新的遺傳改良策略來大力提高水稻的產量。近幾年，隨著幾個控制谷粒大 小的基因（GS3、SW5和GW8)、粒寬粒重（GW2、GW5)、粒長粒寬的基因（qGLl、qGWl、GS7和 qSS7)及千粒重基因（TGW6)等與產量相關基因相繼被克隆，部分產量相關基因已經被廣 泛用于水稻高產品種的培育中。這些產量性狀相關基因中，以調控粒長粒重的千粒重基 因（Thousand-grain Weight 6，TGW6)的遺傳力最大，Ishimaru 等（2013)的研究發現， Kasalath的tgw6基因能使日本晴在抽穗前的籽粒碳水化合物的積累增加，從而使日本晴 產量增加15%卻不影響稻米品質 ；進一步研究發現，1^83131:11的丨8￥6基因在313&口處發生 單堿基缺失造成移碼突變而使得翻譯提前終止不能形成成熟蛋白，從而通過對源器官的多 效影響增加千粒重從而使水稻增產。TGW6基因編碼吲哚乙酸-葡糖糖水解酶，其功能缺失 突變會引起胚乳中吲哚乙酸含量下降，進而使細胞數量增加，粒長變長、粒重增加。
[0003] 一直以來，科學家都未發現準確、便捷、高效率的植物基因組編輯的方法。最近 發現的CRISPR/Cas9系統因其簡易和有效性已被廣泛應用于包括植物在內的多種生物的 基因組編輯中，該系統僅需要短引導RNA和核酸酶就可以對特定生物的靶基因進行定點突 變，為生物定點誘變技術發展注入了新的活力。目前CRISPR/Cas9系統已成功在擬南芥、煙 草、甜橙、水稻、小麥、高粱、玉米以及苔蘚植物地錢等植物中實現了定點基因組編輯，但對 水稻育種中有重要價值的產量、品質、育性等關鍵基因的定向編輯的研究鮮有報道，更缺乏 對相關突變體的育種價值評價。
【發明內容】
[0004] 為了克服現有技術的缺點和不足，本發明的首要目的在于提供一種水稻千粒重基 因tgw6突變體，該突變體為缺失突變體。
[0005] 本發明的另一目的在于提供上述水稻千粒重基因tgw6突變體的制備方法。
[0006] 本發明的再一目的在于提供上述水稻千粒重基因tgw6突變體的應用。
[0007] 一種水稻千粒重基因tgw6突變體，分別為Cas_tgw6a、Cas_tgw6 b或Cas_tgw6 e;
[0008] 所述的Cas_tgw6a*，千粒重基因tgw6的氨基酸序列為：
[0009] MRNYKTGNLYIADAYMGLMRVGPKGGEATVLAMKADGVPLRFTNGVDIDQVTCDVYFTDSSMNYQRSQH EQVTATKDSTGRLMKYDPRTNQVTVLQSNITYPNGVAMSADRTHLIVALTGPCKLMRHWIRGPKTGKSEPFVDLPGY PDNVRPDGKGGYWIALHREKYELPFGPDSHLVAMRVSAGGKLVQQMRGPKSLRPTEVMERKDGKIYMGNVELPYVGV VKSS ；
[0010] 所述的Cas_tgw6b中，千粒重基因tgw6的氨基酸序列為：
[0011] MGRITGRPGERRVRRQRPRPVQRRLRRPHHEVERRGRWLEHLHVQPQLHEKQVRGIDSPHGPDREQMRP PVRPTVSLQNRQPVHRRRLHGIDASWSKRRGGNRASHEG ；
[0012] 所述的Cas_tgw6e中，千粒重基因tgw6的氨基酸序列為：
[0013] MRMFKTIDARRSQHLDLGGSLVGPESVAFDGKGRGPYSGVSDGRIMRWNGEAAGWSTYTYSPSYTKN KCAASTLPTVQTESKCGRPLGLRFHYKTGNLYIADAYMGLMRVGPKGGEATVLAMKADGVPLRFTNGVDIDQVTG DVYFTDSSMNYQRSQHEQVTATKDSTGRLMKYDPRTNQVTVLQSNITYPNGVAMSADRTHLIVALTGPCKLMRHW IRGPKTGKSEPFVDLPGYPDNVRPDGKGGYWIALHREKYELPFGPDSHLVAMRVSAGGKLVQQMRGPKSLRPTEV MERKDGKIYMGNVELPYVGVVKSS ；
[0014] 所述的Cas-tswea1^，千粒重基因tgw6的核苷酸序列為：
[0015] ATGAGAAACTACAAAACCGGCAACCTGTACATCGCCGACGCCTACATGGGATTGATGCGAGTTGGTCCA AAAGGCGGGGAGGCAACCGTGCTAGCCATGAAGGCTGATGGCGTGCCACTTCGCTTCACCAATGGGGTGGACATTGA TCAGGTTACCGGAGATGTTTATTTCACCGACAGCAGCATGAACTACCAACGATCTCAGCACGAGCAAGTCACGGCGA CCAAGGATTCGACCGGACGGCTCATGAAGTATGACCCACGAACTAACCAAGTCACCGTTCTTCAATCCAACATAACC TACCCGAACGGTGTCGCCATGAGCGCTGACCGAACACATCTGATCGTTGCATTGACCGGGCCATGTAAGTTGATGAG GCATTGGATCCGAGGCCCGAAGACTGGCAAATCTGAACCATTTGTTGACCTGCCAGGCTATCCTGATAATGTGAGG CCTGATGGAAAAGGTGGTTATTGGATAGCGCTTCATCGCGAGAAGTATGAGCTTCCCTTTGGTCCGGATAGTCACT TGGTTGCTATGAGGGTTAGTGCTGGTGGGAAGCTGGTTCAACAGATGAGAGGACCAAAGAGCTTGAGGCCAACCGAA GTGATGGAGAGGAAGGATGGCAAAATATACATGGGAAATGTTGAATTGCCGTATGTCGGAGTCGTCAAAAGCAGCT AG ；
[0016] 所述的Cas_tgw6b中，千粒重基因tgw6的核苷酸序列為：
[0017] ATGGGGCGGATCACTGGTCGGCCCGGAGAGCGTCGCGTTCGACGGCAAAGGCCGCGGCCCGTACAGCGG CGTCTCCGACGGCCGCATCATGAGGTGGAACGGCGAGGCCGCTGGCTGGAGCACCTACACGTACAGCCCCAGCTACA CGAAAAACAAGTGCGCGGCATCGACTCTCCCCACGGTCCAGACCGAGAGCAAATGCGGCCGCCCGTTAGGCCTACGG TTTCACTACAAAACCGGCAACCTGTACATCGCCGACGCCTACATGGGATTGATGCGAGTTGGTCCAAAAGGCGGGGA GGCAACCGTGCTAGCCATGAAGGCTGATGGCGTGCCACTTCGCTTCACCAATGGGGTGGACATTGATCAGGTTACCG GAGATGTTTATTTCACCGACAGCAGCATGAACTACCAACGATCTCAGCACGAGCAAGTCACGGCGACCAAGGATTCG ACCGGACGGCTCATGAAGTATGACCCACGAACTAACCAAGTCACCGTTCTTCAATCCAACATAACCTACCCGAACGG TGTCGCCATGAGCGCTGACCGAACACATCTGATCGTTGCATTGACCGGGCCATGTAAGTTGATGAGGCATTGGATCC GAGGCCCGAAGACTGGCAAATCTGAACCATTTGTTGACCTGCCAGGCTATCCTGATAATGTGAGGCCTGATGGAAAA GGTGGTTATTGGATAGCGCTTCATCGCGAGAAGTATGAGCTTCCCTTTGGTCCGGATAGTCACTTGGTTGCTATGAG GGTTAGTGCTGGTGGGAAGCTGGTTCAACAGATGAGAGGACCAAAGAGCTTGAGGCCAACCGAAGTGATGGAGAGGA AGGATGGCAAAATATACATGGGAAATGTTGAATTGCCGTATGTCGGAGTCGTCAAAAGCAGCTAG ；
[0018] 所述的Cas_tgw6e中，千粒重基因tgw6的核苷酸序列為：
[0019] ATGAGAATGTTCAAGACCATTGACGCCCGGCGGAGCCAGCATCTGGACCTCGGCGGATCACTGGTCGGC CCGGAGAGCGTCGCGTTCGACGGCAAAGGCCGCGGCCCGTACAGCGGCGTCTCCGACGGCCGCATCATGAGGTGGAA CGGCGAGGCCGCTGGCTGGAGCACCTACACGTACAGCCCCAGCTACACGAAAAACAAGTGCGCGGCATCGACTCTCC CCACGGTCCAGACCGAGAGCAAATGCGGCCGCCCGTTAGGCCTACGGTTTCACTACAAAACCGGCAACCTGTACATC GCCGACGCCTACATGGGATTGATGCGAGTTGGTCCAAAAGGCGGGGAGGCAACCGTGCTAGCCATGAAGGCTGATGG CGTGCCACTTCGCTTCACCAATGGGGTGGACATTGATCAGGTTACCGGAGATGTTTATTTCACCGACAGCAGCATGA ACTACCAACGATCTCAGCACGAGCAAGTCACGGCGACCAAGGATTCGACCGGACGGCTCATGAAGTATGACCCACGA ACTAACCAAGTCACCGTTCTTCAATCCAACATAACCTACCCGAACGGTGTCGCCATGAGCGCTGACCGAACACATCT GATCGTTGCATTGACCGGGCCATGTAAGTTGATGAGGCATTGGATCCGAGGCCCGAAGACTGGCAAATCTGAACCAT TTGTTGACCTGCCAGGCTATCCTGATAATGTGAGGCCTGATGGAAAAGGTGGTTATTGGATAGCGCTTCATCGCGAG AAGTATGAGCTTCCCTTTGGTCCGGATAGTCACTTGGTTGCTATGAGGGTTAGTGCTGGTGGGAAGCTGGTTCAACA GATGAGAGGACCAAAGAGCTTGAGGCCAACCGAAGTGATGGAGAGGAAGGATGGCAAAATATACATGGGAAATGTTG AATTGCCGTATGTCGGAGTCGTCAAAAGCAGCTAG ；
[0020] 所述的水稻千粒重基因tgw6