【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及植物基因工程，特別是涉及調控水稻羥基單酰甘油代謝的基因及其應用。
技術介紹
1、植物作為固著性生物，能夠產生巨大數量的代謝物。植物代謝產物可以分為初生代謝物和次生代謝物兩大類。植物初生代謝物如糖類、脂類和氨基酸等，是植物生長發育的物質基礎，為植物生長發育所必需。初生代謝物為次生代謝產物的合成提供前體，同時也是人類及動物重要的食物來源。植物次生代謝產物一般是指從有限的初生代謝產物經不同的代謝途徑生成的一系列中間或最終產物。這些產物往往不是植物生長發育所必需，但是對于植物適應不同環境起著不可替代的作用。另外，植物代謝物作為植物生長發育及抗逆抗病等各種性狀的物質基礎，與基因與蛋白質相比更接近植物表型。對于生長發育及抗性形成過程中代謝物的研究有助于揭示代謝物在植物生長發育及逆境抗性中的作用，揭示植物生長發育及抗性形成的機理。
2、大多數植物器官表皮都覆蓋著角質層。角質是一種主要由16個碳和18個碳的長鏈羥基脂肪酸組成的不溶性交聯聚酯，是角質層主要成分之一。羥基脂肪酸和羥基單酰甘油(hmg)作為脂肪酸代謝產物，占角質單體的30％-60％。角質單體合成涉及長鏈酰基輔酶a合成酶(lacss)，細胞色素p450酶(cyp450s)，甘油-3-磷酸酰基轉移酶(gpats)，產生成熟的單酰基甘油角質單體。角質單體合成反應的先后順序尚無定論，且可能因物種而異。普遍認為可能至少存在如下順序：p450-lacs-gapt、lacs-p450-gpat或lacs-gpat-p450。角質單體合成后由三磷酸腺苷結合盒轉運蛋白(abc
3、在細菌中，與同一代謝途徑相關的基因經常聚集形成操縱子，而在真核生物中，參與同一代謝途徑的大多數非同源基因分散在整個基因組中，真菌和植物的代謝途徑中只有一些非同源基因聚集形成基因簇。代謝基因簇是由至少三個基因編碼的不同酶組成的簇，這些酶參與控制代謝物積累的同一代謝途徑。大多數報道的代謝基因簇是合成次生代謝物(如生物堿和萜烯)，植物中的初級代謝基因簇尚未被發現，控制角質單體合成的代謝基因簇也未見報道。
4、因此，有必要解析水稻中控制初級代謝角質單體羥基單酰甘油合成的基因簇并探究其調控水稻育性及產量方面的作用，這對于深入解析植物初生代謝基因簇及其參與植物生殖發育過程，將具有重要意義，也為利用代謝工程、分子標記輔助育種等手段進行作物遺傳改良奠定理論基礎和提供種質資源。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是提供調控水稻羥基單酰甘油代謝的基因及其應用，以解決上述現有技術存在的問題，本專利技術研究發現該基因具有調控水稻羥基單酰甘油代謝的功能，從而調控水稻雄性發育，繼而影響水稻產量，為遺傳改良育種提供了新的基因資源。
2、為實現上述目的，本專利技術提供了如下方案：
3、本專利技術提供一種調控水稻羥基單酰甘油代謝的基因，所述基因是osabcg22基因或osltpl82基因；
4、所述osabcg22基因和所述osltpl82基因的核苷酸序列分別如seq?id?no.13和seqid?no.16所示。
5、進一步地，所述osabcg22基因編碼的蛋白具有從內質網轉運ω-羥基2-單酰甘油(如16-羥基2-單棕櫚酰甘油)或ω-羥基脂肪酸(如16-羥基棕櫚酸)到質外體的轉運功能；
6、所述osltpl82基因編碼的蛋白具有從內質網轉運ω-羥基2-單酰甘油(如16-羥基2-單棕櫚酰甘油)、ω-羥基脂肪酸(如16-羥基棕櫚酸)或中長鏈脂肪酸(如棕櫚酸)到質外體的轉運功能。
7、對osabcg22基因編碼的蛋白進行蛋白質保守結構域分析，結果表明其具有abc_atp_dard、abc2_membrane保守結構域，其屬于abc家族。osabcg22蛋白負責轉運水稻中ω-羥基2-單酰甘油(如16-羥基2-單棕櫚酰甘油)和ω-羥基脂肪酸(如16-羥基棕櫚酸)，控制水稻花器官發育，調控產量。
8、對osltpl82基因編碼的蛋白進行蛋白質保守結構域分析，結果表明其具有aai保守結構域，屬于ltp家族。osltpl82蛋白負責轉運水稻中ω-羥基2-單酰甘油(如16-羥基2-單棕櫚酰甘油)和ω-羥基脂肪酸(如16-羥基棕櫚酸)，控制水稻花器官發育，調控產量。
9、本專利技術還提供上述的基因在調控水稻羥基單酰甘油代謝中的應用。
10、本專利技術還提供上述的基因在調控水稻雄性發育功能中的用途。
11、本專利技術還提供一種osabcg22基因或osltpl82基因的基因敲除載體。
12、進一步地，所述基因敲除載體為crispr-cas9基因敲除載體。
13、本專利技術還提供一種宿主細胞，包括上述的基因敲除載體。
14、本專利技術還提供上述的基因敲除載體或宿主細胞在構建以下(1)或(2)所述的水稻植株中的應用：
15、(1)體內羥基單酰甘油的合成量低的水稻植株；
16、(2)具有雄性生殖發育缺陷的水稻植株。
17、本專利技術還提供一種構建具有雄性生殖發育缺陷的水稻轉基因植株的方法，包括將水稻osabcg22基因和/或osltpl82基因敲除，構建得到所述水稻轉基因植株的步驟。
18、本專利技術公開了以下技術效果：
19、本專利技術首次在水稻3號染色體上發現并鑒定得到了一個控制羥基單酰甘油代謝的基因簇，其中包括具有羥基單酰甘油轉運功能的osabcg22基因和osltpl82基因。通過實驗證明了本專利技術基因和基因簇能夠調控水稻羥基單酰甘油的生物合成及轉運步驟。本專利技術利用轉基因技術分別獲得了敲除這些基因的水稻突變體植株，實驗結果顯示，敲除osabcg22基因和osltpl82基因得到的突變體植株的羥基單酰甘油(hmgs)代謝物含量均顯著降低，并且均存在雄性生殖發育缺陷和產量顯著下降的表型。本專利技術揭示了水稻羥基單酰甘油代謝基因在調控水稻育性方面的作用，為水稻遺傳改良育種提供了新的基因資源，同時也可作為分子標記篩選水稻生殖發育正常的植株。綜上所述本專利技術公開的基因及構建的載體、宿主細胞和構建方法，能夠提高育種效率，加快水稻基因組育種進程。
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1.一種調控水稻羥基單酰甘油代謝的基因，其特征在于，所述基因是OsABCG22基因或OsLTPL82基因；
2.根據權利要求1所述的基因，其特征在于，所述OsABCG22基因編碼的蛋白具有從內質網轉運ω-羥基2-單酰甘油或ω-羥基脂肪酸到質外體的轉運功能；
3.一種如權利要求1所述的基因在調控水稻羥基單酰甘油代謝中的應用。
4.一種如權利要求1所述的基因在調控水稻雄性發育功能的用途。
5.一種如權利要求1所述的基因在調控水稻產量的用途。
6.一種OsABCG22基因或OsLTPL82基因的基因敲除載體，其特征在于，所述OsABCG22基因和所述OsLTPL82基因的核苷酸序列分別如SEQ?ID?NO.13和SEQ?ID?NO.16所示。
7.根據權利要求6所述的基因敲除載體，其特征在于，所述基因敲除載體為CRISPR-Cas9基因敲除載體。
8.一種宿主細胞，其特征在于，包括權利要求6或7所述的基因敲除載體。
9.一種如權利要求6或7所述的基因敲除載體或權利要求8所述的宿主細胞在構建以
10.一種構建具有雄性生殖發育缺陷的水稻轉基因植株的方法，其特征在于，包括將水稻OsABCG22基因和/或OsLTPL82基因敲除，構建得到所述水稻轉基因植株的步驟；
...【技術特征摘要】
1.一種調控水稻羥基單酰甘油代謝的基因，其特征在于，所述基因是osabcg22基因或osltpl82基因；
2.根據權利要求1所述的基因，其特征在于，所述osabcg22基因編碼的蛋白具有從內質網轉運ω-羥基2-單酰甘油或ω-羥基脂肪酸到質外體的轉運功能；
3.一種如權利要求1所述的基因在調控水稻羥基單酰甘油代謝中的應用。
4.一種如權利要求1所述的基因在調控水稻雄性發育功能的用途。
5.一種如權利要求1所述的基因在調控水稻產量的用途。
6.一種osabcg22基因或osltpl82基因的基因敲除載體，其特征在于，所述osabcg22基因和所...
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