[發(fā)明專利]水稻基因PMRP在改良水稻農藝性狀方面的應用

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210069867.3
• 申請日: 2012-03-16
• 公開（公告）號: CN103305527A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發(fā)明（設計）人: 王鳳茹;董金皋;邢繼紅;由詩東;黃新
• 申請（專利權）人: 河北農業(yè)大學
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C07K14/415;A01H5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明屬于基因工程領域，涉及一個水稻PMRP基因在改良水稻農藝性狀方面的應用，尤其是涉及水稻PMRP基因在促進水稻分蘗方面的應用。

背景技術

水稻是世界上最重要的糧食作物之一，全球約有一半的人以稻米作為主食。水稻的分蘗是水稻株型結構中非常重要的農藝性狀，它直接決定水稻的穗數(shù)及其產量，是培育“超級水稻”的一個重要方面，因而廣受世界各國關注。探索控制水稻分蘗的分子機理有助于生產上遺傳調控分蘗并促進植物分枝的分子機理研究。水稻分蘗是種子植物的一種特殊的分枝現(xiàn)象。目前，在擬南芥、番茄、豌豆、矮牽牛和玉米等一些植物中都已經報道存在著許多與分枝方式有關的突變體，如?revoluta，pinhead，lateral?suppressor?[ls]，more?axillary?growth?[max]，ramosus?[rms]，Teosinte?branched1?[Tb1]?，decreased?apical?dominance?[dad]，supershoot/bushy，通過對這些突變體的研究發(fā)現(xiàn)，幾個與分枝調控有關的基因在單子葉植物和雙子葉植物之間具有保守性。因此，研究水稻分蘗的分子機理可通過比較基因組學方法和分子進化觀點從種子植物分枝整體入手，從而有望早日比較全面了解水稻分蘗乃至植物界分枝的分子機制。而水稻中與分蘗相關基因的分離與鑒定是控制水稻分蘗的分子機理研究的瓶頸。

分離與鑒定控制水稻分蘗的相關基因可采用正向遺傳學方法，以分蘗極端突變體為材料，采用圖位克隆方法，分離控制水稻分蘗的基因。MOC1?基因是李家洋院士等以自然發(fā)生的一個單稈分蘗的突變體“moc1”為材料，采用圖位克隆的方法分離出來的控制水稻分蘗的關鍵基因；D3基因，是?Shiji?Ishikawa?等以多蘗型矮稈突變體“Id3”為材料，采用圖位克隆的方法分離出來的與水稻分蘗相關的又一基因；水稻?OsTB1?基因，是?TaiTo?Takeda?等基于與玉米?TB1?(Teosinte?branched?1)?基因序列相似性采用同根克隆方法分離出來的，水稻?OsTB1?與玉米的?TB1?相同，是側芽生長的負調節(jié)因子，主要控制從腋芽原基到側枝形成的生長過程。

MOC1、OsTB1?和?D3?這3個水稻分蘗相關基因本身就說明了控制水稻分蘗的遺傳因子不是唯一的，可能還存在著其他控制水稻分蘗的基因，它們要么與分蘗芽的形成有關，要么與分蘗芽的伸長有關，亦或兼而有之。因此，為了更全面地闡明水稻分蘗的分子機理，繼續(xù)挖掘與分離水稻分蘗相關的新基因非常迫切。

本發(fā)明申請人利用蛋白質組學技術在葉片卷曲、株型矮小的水稻突變體d61-4和?brd1-4中鑒定到一個表達明顯下降的蛋白質，經質譜鑒定為PMRP蛋白。PMRP是一個推測的膜蛋白，功能未知。該蛋白含有一個START（Steroidogenic?Acute?Regulatory?related?lipid?Transfer?Domain）保守域，含有該保守域的蛋白可能參與到近/遠軸極性的建立過程，而近/遠軸極性可直接影響腋生器官（分蘗）的分化。因此對PMRP在調控植物分枝方面的功能分析可為水稻農藝性狀的改良提供理論基礎。

發(fā)明內容

1.?本發(fā)明的目的在于確定PMRP在促進植物分枝、分蘗方面的功能，涉及PMRP促進水稻分蘗方面的應用，以改良水稻株型、提高水稻產量。

2.?為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案采用了在擬南芥和水稻中過表達水稻基因PMRP，統(tǒng)計過表達該基因后轉基因擬南芥和轉基因水稻的分枝、分蘗數(shù)，結果發(fā)現(xiàn)，過表達該基因后擬南芥植株分枝增多、水稻植株分蘗增多。

3.?所述PMRP基因，基因序列號為Os02g0468400，蛋白序列號為gi|47497322?，CDS全長為1308?bp，編碼435個氨基酸。

4.?本發(fā)明的技術方案涉及水稻基因PMRP在促進水稻分蘗方面的應用。

5.?將PMRP基因超表達獲得了分枝增多的轉基因擬南芥和分蘗增多的轉基因水稻。