[發(fā)明專利]一組控制水稻抽穗期的DTH2基因及其單倍型和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210054659.6
• 申請(qǐng)日: 2012-03-05
• 公開（公告）號(hào): CN102586277A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 萬建民;吳瑋勛;陸廣文;江玲;鄭曉明;鐘錚錚
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C12N15/29
• 分類號(hào): C12N15/29;C07K14/415;A01H5/00
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責(zé)任公司 32218
• 代理人: 徐冬濤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于基因工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一組控制水稻抽穗期的DTH2基因及其單倍型和應(yīng)用。

技術(shù)背景

抽穗期是一個(gè)重要的農(nóng)藝性狀，并且可能在作物的馴化過程中被選擇(Izawa?T.Journal?of?Experimental?Botany?58：3091-3097(2007))。栽培稻目前分布在世界范圍內(nèi)的從北緯53°到南緯40°之間的廣大地區(qū)(Chang?T.T.Euphytica?25，425-441(1976))。然而，亞洲栽培稻的祖先普通野生稻，主要分布在南亞，東南亞和澳大利亞北部，其分布的最北限位于北緯28°的東鄉(xiāng)野生稻。水稻馴化的一個(gè)重要目的是產(chǎn)生適應(yīng)各地區(qū)種植的水稻品種，從而擴(kuò)大栽培面積。影響栽培稻向北擴(kuò)張的主要限制因素就是抽穗期。在高緯度地區(qū)(例如亞洲東北部)，早抽穗和對(duì)光周期不敏感的特性，保證了水稻能在寒冷天氣來臨之前種子發(fā)育成熟。因此，為滿足日益增長的人口對(duì)糧食的需求，尋找能擴(kuò)大栽培稻種植面積的關(guān)鍵基因，并克隆相應(yīng)基因，闡明其遺傳基礎(chǔ)和分子機(jī)理，對(duì)培育廣適性水稻品種具有重要的理論和實(shí)踐意義。

水稻品種的抽穗期主要由其感光性、感溫性和基本營養(yǎng)生長性決定(Chang?T?T，Li?C?C，Vergara?B?S.(1969)Euphytica，18：79～91；Tsai?K?H.(1985)Rice?Genet?Newslett，2：77～78；Tsai?K?H.(1986)In：Rice?Genetics.International?Rice?Research?Institute，339～349)。水稻品種感光性、感溫性和基本營養(yǎng)生長性組合的多樣性，使得抽穗期的遺傳表現(xiàn)異常復(fù)雜，經(jīng)典遺傳學(xué)和分子遺傳學(xué)都證明抽穗期是由少數(shù)質(zhì)量性狀基因和多個(gè)數(shù)量性狀基因(QTL?Quantitative?Trait?Locus)控制的。到目前為止，已經(jīng)有20個(gè)水稻抽穗期基因被克隆，其中有6個(gè)是通過精細(xì)定位圖位克隆的途徑克隆的。如Hd1，Hd6，Hd3a，Ehd1，Ghd7和DTH8(Yano，M.et?al.(2000)Plant?Cell?12，2473-2483；Takahashi，Y.，Shomura，A.，Sasaki，T.&?Yano，M.(2001)Proc?Natl?Acad?Sci?USA?98，7922-7927；Kojima，S，，Takahashi，Y.&?Kobayashi，Y.(2002)Plant?Cell?Physiol?43，1096-1105；Doi，K.et?al.(2004)Genes.Dev.18，926-936；Xue，W.Y.et?al.(2007)Nat.Genet.40，761-767；Wei，X.J.et?al.(2010)Plant.Physiol.153，1747-1758)。對(duì)于抽穗期基因來說，由于各地光周期的差異，不同地區(qū)的人可能會(huì)選擇不同類型的光敏感材料以適應(yīng)當(dāng)?shù)氐墓庹諚l件。研究發(fā)現(xiàn)Hd1和Ghd7的等位基因的自然變異和水稻的分布區(qū)有關(guān)，但Hd1和Ghd7的等位變異對(duì)于品種抽穗期的改變過于劇烈，對(duì)其它基因也有很強(qiáng)的上位作用，因此，在品種抽穗期的改良上很難應(yīng)用。而微效基因的改變較易適應(yīng)環(huán)境的緩慢變化，更具有適應(yīng)性，在育種上有重要意義。另外判斷一個(gè)基因是否是馴化基因，主要看該基因在野生稻中的等位基因類型對(duì)人類是無利的，而經(jīng)過馴化以后栽培稻中的等位基因類型對(duì)人類是有利的。即人類馴化選擇了對(duì)人類有利的性狀，但并不是所有的有利性狀都是馴化的。