(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210638624.0 (22)申请日 2022.06.07 (71)申请人 湖南农业大 学 地址 410000 湖南省长 沙市芙蓉区农大路1 号 (72)发明人 张振华　李明娟　李虹烨　刘冬　 (74)专利代理 机构 长沙朕扬知识产权代理事务 所(普通合伙) 43213 专利代理师 郭蓓霏 (51)Int.Cl. C12N 15/29(2006.01) C12N 15/82(2006.01) C12N 15/113(2010.01) C12N 15/11(2006.01) C12N 15/55(2006.01)C12Q 1/6895(2018.01) C07K 14/415(2006.01) A01H 5/00(2018.01) A01H 6/46(2018.01) (54)发明名称 单糖转蛋白基因OsSTP15及其转运体和在提 高水稻产量中的应用、 扩增引物 (57)摘要 本发明公开了一种水稻单糖转运蛋白基因 OsSTP15， 其核苷酸序列如SEQIDNO： 1所示； 还公 开了该基因编码得到的转运体， 其氨基酸序列如 SEQIDNO： 2所示； 以及该基因或转运体在培育高 产水稻中的应用和用于该应用的扩增引物。 本发 明的水稻单糖转运基因OsSTP15， 能够合成水稻 葡萄糖转运蛋白； 该水稻单糖转运基因OsSTP15 突变/敲除后， 证明该基因及其转运体可影响糖 代谢， 导致葡萄糖和蔗糖在茎基部高积累， 且通 过提高水稻分蘖数， 进而提高水稻产量， 对育性 没有产生影 响， 为通过品种遗传改良增强水稻分 蘖， 提高水稻产量提供了重要的基因资源， 在培 育高产水稻中具有很好的应用前 景。 权利要求书1页 说明书10页 序列表5页 附图5页 CN 114807175 A 2022.07.29 CN 114807175 A 1.一种水稻单糖转运蛋白基因OsSTP15， 其特征在于， 其核苷酸序列如SEQ  ID NO： 1所 示。 2.一种由权利 要求1所述的水稻单糖转运 蛋白基因OsSTP15编码得到的转运体， 其特征 在于， 其氨基酸序列如SEQ  ID NO： 2所示。 3.一种如权利 要求1所述的水稻单糖转运 蛋白基因OsSTP15或如权利要求2所述的转运 体在培育高产水稻中的应用。 4.根据权利要求3所述的应用， 其特征在于， 其应用的方法包括如下步骤： 通过选取单 糖转运蛋白基因OsSTP 15的特异性gDNA靶位点， 构建CRISP R/Cas9‑OsSTP15载体， 再将所述 目标载体通过热击转化法转入农杆菌中， 最终通过遗传转化克隆至水稻中进行表达， 得到 含有所述水稻单糖转 运基因OsSTP15的转基因株系。 5.根据权利要求4所述的应用， 其特征在于， 所述的单糖转运蛋白基因OsSTP15编辑的 靶序列为SEQ  ID NO： 3， 表达载体为Cas9 ‑OsSTP15。 6.一种用于权利要求3 ‑5中任一项所述应用的水稻单糖转运蛋白基因OsSTP15的 CRISPR/Cas9的鉴定扩增引物， 其特征在于， 该扩增引物为Cas9::OsSTP15， 其正向引物和反 向引物的序列分别如SEQ  ID NO： 4和SEQ  ID NO： 5所示。 7.一种用于权利要求1所述的水稻单糖转运蛋白基因OsSTP15的扩增引物， 其特征在 于， 该扩增引物为G::OsSTP15， 其正向引物和反向引物的序列分别如SEQ  ID NO： 6和SEQ  ID  NO： 7所示。 8.一种用于权利要求1所述的水稻单糖转运 蛋白基因OsSTP15启动子的扩增引物， 其特 征在于， 该扩增引物为GUS::OsSTP15， 其正向引物和反向引物的序列分别如SEQ  ID NO： 8和 SEQ ID NO： 9所示。 9.一种用于权利 要求1所述的水稻单糖转运 蛋白基因OsSTP15  CDS的扩增引物， 其特征 在于， 该扩增引物为 OE::OsSTP15 ‑GFP， 其正向引物和反向引物的序列分别如SEQ  ID NO： 10 和SEQ ID NO： 11所示。 10.一种用于权利要求1所述的水稻单糖转运蛋白基因OsSTP15的扩增引物， 其特征在 于， 该扩增引物为Y::OsSTP15， 其正向引物和反向引物的序列分别如SEQ  ID NO： 12和SEQ   ID NO： 13所示。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114807175 A 2单糖转蛋白基因OsSTP15及其转运体和在提高 水稻产量中的 应用、 扩增引物 技术领域 [0001]本发明属于生物技术领域， 具体涉及水稻单糖转蛋白基因OsSTP15及其转运体和 在提高水稻产量中的应用、 扩增引物。 背景技术 [0002]水稻产量是一个由多种因素决定的复杂农艺性状， 其中分蘖数、 每穗粒数、 粒重是 产量的决定性指标。 其中分蘖数 的调控相比较穗粒数和粒重遗传力较低， 受多种基因及信 号通路的调控。 参与调控植物分蘖的激素主要有生长素、 细胞分裂素和独脚金内酯。 近年 来， 糖在植物分蘖中的作用引起人们的重视， 糖与激素信号交叉作用协同调控植物分蘖的 机制成为热点。 糖对侧芽形成的调控依赖细胞分裂素， 糖通过促进独脚金内酯关键负调控 因子D53蛋白的积累， 拮抗独脚金内酯对水稻分蘖的抑制作用。 糖促进生长素的合成， 但在 水稻作为弱顶端优势作物， 侧芽的生长素浓度对分蘖的影响也很大， 而生长素对植物分枝 的抑制作用部 分是由独脚金内酯介导的。 OsTB1是控制分蘖的核心负调控转录因子， 在水稻 中独脚金内酯间接的调控OsTB1， 而细胞分裂素负调控OsTB1的表达。 因此， 糖和细胞分裂素 正调控水稻的分蘖， 而生长素和独脚金内酯负调控水稻分蘖 。 [0003]糖转运蛋白对碳水化合物的转运分配具有重要的作用， 同时也影响糖的代谢过 程， 因此对植物的生长发育具有重要调控作用。 定位于液泡膜的蔗糖转运蛋白OsSUT2， 具有 蔗糖转运功能。 该基因缺失后导致叶片 中的蔗糖、 果糖、 葡萄糖等可溶性糖含量增加， 但对 淀粉含量无影响。 sut2 突变体的分蘖数、 单株产量显著低于野生型。 定位于拟南芥细胞膜的 单糖转运单白AtSTP1， 可转运葡萄糖、 木糖、 甘露糖和半乳糖。 改变该基因的表达量引起碳 的分配差异， 从而导致拟南芥的分枝 数改变。 因此， 糖转运蛋白在植物的分蘖调控中起重要 作用。 挖掘出能够调控水稻分蘖的糖转 运蛋白， 可为水稻高产育种提供重要的理论 参考。 [0004]OsSTP15属于单糖转运蛋白家族基因， 其功能尚未被报道。 本 发明利用植物分子及 生理的技 术手段， 阐明O sSTP15的生物学功能， 并解析了其对水稻分蘖的调控作用。 发明内容 [0005]本发明所要解决的技术问题是， 克服以上背景技术中提到 的不足和缺陷， 提供一 种水稻单糖转 运蛋白基因O sSTP15及其 转运体和应用、 扩增引物。 [0006]为解决上述 技术问题， 本发明提出的技 术方案为： [0007]本发明提供一种水稻单糖转运蛋白基因OsSTP15， 其核苷酸序列如SEQ  ID NO： 1所 示。 [0008]上述的水稻单糖转运蛋白基因OsSTP15编码得到的单糖转运体， 其氨基酸序列如 SEQ ID NO： 2所示。 [0009]本发明还提供一种上述的水稻单糖转运蛋白基因OsSTP15在培育高产水稻中的应 用。说　明　书 1/10 页 3 CN 114807175 A 3