本技术公开了一种提高水稻对热胁迫耐受能力和/或产量的方法。本发明利用CRISPR/Cas9基因编辑系统对水稻OsHTT5基因进行突变,构建OsHTT5蛋白功能缺失突变体株系并对其进行热胁迫发现,抑制OsHTT5蛋白的表达可以显著提高水稻对热胁迫的耐受能力。此外,抑制OsHTT5蛋白的表达也可以显著提高水稻的平均结实率、株高、每穗总粒数、单株重和每穗长度,从而提高水稻产量。基于此,可将能够抑制OsHTT5蛋白表达的制剂用于提高水稻对热胁迫耐受能力和产量,构建抗热胁迫的水稻株系等。本发明有利于耐热胁迫且高产的水稻品种的培育,有利于减轻气候变暖给水稻产量带来的不利影响。
背景技术
热胁迫是指环境温度超过生物体正常生长和发育所能承受的温度上限,导致生物体产生一系列生理、生化和分子层面的应激反应的现象。热胁迫是制约作物产量和品质的主要非生物胁迫。如热胁迫会影响水稻的正常生长和发育,导致死苗、分蘖减少,在水稻减数分裂期和开花期,热胁迫可导致水稻结实率下降,花粉败育,从而影响最终的产量。此外,热胁迫会导致水稻的垩白粒率上升和垩白面积增大,使稻米品质下降。
全球气候变暖导致平均气温上升,也使得极端高温事件(如热浪)的频率和强度增加,对作物造成热胁迫。水稻是一种重要的粮食作物,保证其产量对保障食品安全有重要意义。因此,需研究水稻对热胁迫的响应机制,培育耐热的水稻品种,以减轻气候变暖给水稻产量带来的不利影响。
NAC转录因子是一类在植物中广泛存在的转录因子,是植物中最大的转录因子家族之一,在植物的生长发育中起着关键的调控作用,包括种子的萌发、次生细胞壁的生长、根的发育、叶片的衰老、花的形成与衰老以及果实的成熟等过程。NAC转录因子也参与植物对非生物胁迫的响应,如对干旱、盐胁迫、重金属的耐受性等,从中或可挖掘得到与水稻耐热性相关的NAC转录因子。但不同植物的不同NAC转录因子响应的非生物胁迫并不相同,现已报道的NAC转录因子中,与抗旱性相关的较多,与耐热性相关的较少。
实现思路