敲除OsJMJ703基因在提高稻米氨基酸含量的应用

本发明涉及基因工程，尤其涉及一种敲除 osjmj703基因在提高稻米氨基酸含量的应用。

背景技术：

1、水稻作为我国三大粮食作物之一，随着中国经济的快速发展和人民生活水平的大幅改善，人们对稻米品质提出了更高的要求，水稻育种和栽培也从主要追求高产稳产的基础上更加偏重对稻米品质的改良。在确保粮食安全的前提下，“重点发展优质稻米产业”已成为水稻产业长期发展的必然选择。

2、氨基酸作为蛋白质组成的基本单位，从营养学的角度，氨基酸分为非必需氨基酸和8种必需氨基酸，包括缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、甲硫氨酸、赖氨酸和苏氨酸。非必需氨基酸可由机体自行合成，而必需氨基酸在人体内不能合成或合成量不足以维持正常的生长发育，必须依赖食物供给，其营养价值高于非必需氨酸。必需氨基酸不仅为人体提供了合成蛋白质的重要原料，而且为促进人体生长、正常代谢、维持生命提供了物质基础。其中，赖氨酸、苏氨酸和甲硫氨酸分别被认为是稻米中第一、第二和第三限制性必需氨基酸。人或动物缺少这3种氨基酸中的任何一种，均会显著降低对其他氨基酸的吸收利用。

3、我国人群的蛋白质摄入量有40%是由水稻蛋白质提供。稻米蛋白富含人体必需氨基酸，是优质的植物蛋白来源，其蛋白质含量与质量共同决定稻米营养品质。氨基酸是蛋白质组成的基本单位，通过育种或栽培措施增加稻米中的蛋白含量，尤其是必需氨基酸的含量，可改善稻米营养品质。因此，提高稻米氨基酸含量特别是必需氨基酸含量，是我国乃至全世界发展优质稻米生产的重大需求，也一直是水稻育种和栽培的一个重要目标和研究热点。水稻遗传改良是改善稻米品质的重要途径。

技术实现思路

1、本发明为解决上述问题，提供一种敲除 osjmj703基因在提高稻米氨基酸含量的应用。

2、本发明目的在于提供一种敲除 osjmj703基因在提高稻米氨基酸含量的应用，所述 osjmj703基因的cds区序列如序列表seqidno.1所示。

3、优选的， osjmj703基因编码的蛋白质的氨基酸序列如序列表seqidno.2所示。

4、优选的，敲除是通过crispr/cas9方法靶向敲除所述 osjmj703基因，获得敲除突变体植株。

5、优选的，靶向敲除的靶位点序列如下：

6、5’-aagcggctatagtctattgg-3’和5’-cctggatttggaccttttgc-3’。

7、优选的，氨基酸包括丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、谷氨酸、苯丙氨酸、天冬氨酸、缬氨酸、胱氨酸、酵母氨酸和天冬酰胺。

8、优选的，稻米为糙米；所述氨基酸还包括半胱氨酸。

9、优选的，稻米为精米；所述氨基酸还包括色胺、精氨酸、甲硫氨酸、酪氨酸、甘氨酸、色氨酸、赖氨酸、谷氨酰胺、组氨酸、脯氨酸、丝氨酸和苏氨酸。

10、与现有技术相比，本发明能够取得如下有益效果：

11、本发明提供了一个调控水稻籽粒氨基酸含量的关键基因 osjmj703及其应用；利用crispr-cas9系统构建了针对 osjmj703基因的敲除株系（ osjmj703基因的双敲除载体），通过高效液相色谱电喷雾电离串联质谱的广泛靶向代谢组学方法检测了 osjmj703突变体和野生型zh11稻米的代谢产物； osjmj703突变体植株显著提高了糙米和精米中的氨基酸积累，如丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、谷氨酸、苯丙氨酸、天冬氨酸、缬氨酸、胱氨酸、酵母氨酸和天冬酰胺；揭示了水稻关键基因 osjmj703介导的氨基酸含量的调控，为水稻品质和遗传改良提供重要资源和理论依据。

技术特征：

1.敲除osjmj703基因在提高稻米氨基酸含量的应用，其特征在于：所述osjmj703基因的cds区序列如序列表seqidno.1所示。

2.根据权利要求1所述的敲除osjmj703基因在提高稻米氨基酸含量的应用，其特征在于：所述osjmj703基因编码的蛋白质的氨基酸序列如序列表seqidno.2所示。

3.根据权利要求2所述的敲除osjmj703基因在提高稻米氨基酸含量的应用，其特征在于：所述的敲除是通过crispr/cas9方法靶向敲除所述osjmj703基因，获得敲除突变体植株。

4.根据权利要求3所述的敲除osjmj703基因在提高稻米氨基酸含量的应用，其特征在于：所述靶向敲除的靶位点序列如下：

5.根据权利要求4所述的敲除osjmj703基因在提高稻米氨基酸含量的应用，其特征在于：所述氨基酸包括丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、谷氨酸、苯丙氨酸、天冬氨酸、缬氨酸、胱氨酸、酵母氨酸和天冬酰胺。

6.根据权利要求5所述的敲除osjmj703基因在提高稻米氨基酸含量的应用，其特征在于：所述稻米为糙米；所述氨基酸还包括半胱氨酸。

7.根据权利要求5所述的敲除osjmj703基因在提高稻米氨基酸含量的应用，其特征在于：所述稻米为精米；所述氨基酸还包括色胺、精氨酸、甲硫氨酸、酪氨酸、甘氨酸、色氨酸、赖氨酸、谷氨酰胺、组氨酸、脯氨酸、丝氨酸和苏氨酸。

技术总结本发明涉及基因工程技术领域，尤其涉及一种敲除OsJMJ703基因在提高稻米氨基酸含量的应用。OsJMJ703基因的CDS区序列如序列表SEQIDNO.1所示；编码的蛋白质的氨基酸序列如序列表SEQIDNO.2所示。敲除是通过CRISPR/Cas9方法靶向敲除所述OsJMJ703基因，获得敲除突变体植株。优点在于：通过构建敲除载体、构建osjmj703敲除突变体提高稻米中氨基酸的积累，为水稻脂质营养遗传改良提供重要资源。技术研发人员：房传营,程妍,李康受保护的技术使用者：海南大学三亚南繁研究院技术研发日：技术公布日：2024/8/20