[發明專利]基因異位表達系統調控水稻株型的方法

無效

• 申請號: 201010263800.4
• 申請日: 2010-08-25
• 公開（公告）號: CN101974559A
• 公開（公告）日: 2011-02-16
• 發明（設計）人: 吳昌銀;陳志輝;張啟發
• 申請（專利權）人: 華中農業大學
• 主分類號: C12N15/82
• 分類號: C12N15/82;C12N15/29;A01H4/00;A01H5/00;A01H1/02
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所 42001
• 代理人: 王敏鋒

技術領域

本發明屬于植物基因工程領域。涉及一種控制水稻株型的方法，即通過GAL4-UAS異位表達系統調控水稻Osa-miR156e基因或其同源基因的表達，達到調控水稻株型的目的，以及該方法在轉基因水稻和轉基因水稻種子中的應用。本發明第一次采用分子設計育種的方法調控水稻株型，有望在水稻株型育種中應用，塑造理想株型，達到增產的目的。

背景技術

水稻作為重要的糧食作物，是世界三分之一以上的人以其為主食。為解決人口增長與耕地面積減少的矛盾，提高水稻單位面積產量仍是人們面臨的嚴峻挑戰。近年來，隨著水稻功能基因組研究的深入，許多控制水稻產量的功能基因被分離克隆。水稻產量性狀的遺傳改良取決于穗型、粒型、分蘗數、株型等一系列因素。株型育種被認為是提高水稻產量的重要方法，50、60年代的矮化育種就是株型育種在提高產量方面的一個很好的例子。早在1994年，國際水稻所(IRRI)提出了水稻理想株型育種，即基于減少分蘗總數、提高成穗率、株型緊湊、塑造穗大粒多等等的一類新株型(NPT)的指導思想(Khush?G?S.Breaking?the?yield?frontier?of?rice.GeoJournal，1995，35(3)：329-332)。我國的“水稻超高產育種計劃”實質也離不開株型問題。

水稻的單株分蘗數是影響水稻株型的重要因子，而在產量構成的三要素即穗數、每穗粒數和粒重中，穗數的多少在很大程度上受制于分蘗的發生量，因而分蘗是影響水稻和小麥等主要農作物單株產量的重要農藝性狀之一。水稻分蘗是一個復雜的農藝性狀。一般認為，分蘗數目是受多基因控制的數量性狀，其遺傳力較低，光照、灌溉、肥料、溫度等都環境因素對它也會有很大影響。Wu等應用動態基因定位法在重組自交系群體中定位了5個數量性狀座位(quantitative?trait?locus，QTL)(Wu?W?R?et?al.，Time-Related?Mapping?of?Quantitative?Trait?Loci?Underlying?Tiller?Number?in?Rice.Genetics，1999，151：297-303)。至今已發現了大量的影響分蘗數目的數量性狀位點(QTLs)，但大部分只是初步定位，只有少部分基因被分離克隆。John?Doebley等在1997年利用轉座子標簽法分離到一個玉米主莖腋生分枝數相關基因TB1(John?Doebley?et?al.，The?evolution?of?apical?dominance?in?maize.Nature，1997，386：485-488；Martienssen?R.，The?origin?of?maize?branches?out.Nature，1997，386：443.)。SchumacherK等1999年克隆到了控制番茄側枝發生基因LS(Schumacher?K?et?al.，The?lateral?suppressor(LS)gene?of?tomato?encodes?a?new?member?of?the?VHIID?protein?family.Proc.Natl.Acad.Sci.USA，1999，96：290-295)。2003年Greb?T等克隆到擬南芥的側枝抑制基因LAS(Greb?T?et?al.，Molecular?analysis?of?the?LATERAL?SUPPRESSOR?gene?in?Arabidopsis?reveals?a?conserved?control?mechanism?for?axillary?meristem?formation.Genes?Dev.，2003，17：1175-1178.)。而水稻分蘗控制基因MOC1的克隆是近年來在植物形態建成特別是側枝形成研究領域中最重要的進展之一(Li?et?al.，Control?of?tillering?in?rice.Nature，2003，422：618-621)。此外，株高、穗大小、成穗率、莖桿強度、分蘗角度和葉片夾角等也是衡量水稻等農作物株型的指標。