[發明專利]microRNA396d或其編碼基因在調控水稻株高中的應用

有效

• 申請號: 201210142354.0
• 申請日: 2012-05-08
• 公開（公告）號: CN103387984A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發明（設計）人: 種康;劉喚喚;郭思義;徐云遠
• 申請（專利權）人: 中國科學院植物研究所
• 主分類號: C12N15/113
• 分類號: C12N15/113;C12N15/11;C12N15/63;A01H5/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢

技術領域

本發明涉及生物技術領域，尤其涉及一種microRNA396d或其編碼基因在調控水稻株高中的應用。

背景技術

在過去的幾十年里，全球人口迅速增長，全球糧食危機日益嚴重。由于半矮稈基因(sd-1)引入水稻而促進世界范圍內水稻產量的大幅度提高，對于解決日益增加的糧食危機具有重要的作用。這項矮化育種的成就舉世矚目，被譽為綠色革命。莖是支撐植物直立生長，及穩定性的重要單位。合適的株高是對于決定植株的生長，特別是對于禾本科作物的結實具有重要的作用。因此，研究植株生長機理，對合理有效地利用這些資源，改良品種無疑具有重要的意義。近年來，對水稻矮化相關基因的遺傳學、矮化突變體的激素調控以及矮化相關基因的克隆和利用等方面開展了廣泛而深入的研究，尤其在利用基因工程手段控制水稻株高方面取得了很大進步。

水稻植株矮化一般認為是矮稈基因的作用導致水稻植株形態學或細胞學的變化，如節間變短和細胞個數減少等；同時，基因的表達還受到外部環境和內源條件的影響。而植物激素幾乎參與水稻生長發育的整個過程，它們既可以獨立地發揮生理作用，也可以通過與其他激素或基因的相互作用來精確地調節植物的發育。目前通過對擬南芥和其他植物矮稈突變體的研究表明，赤霉素(Gibberellin,GA)和油菜素類固醇(Brassinosteroid,BR)是決定植株高度的兩個重要的激素，少數植物矮化突變與生長素(Auxin,IAA)有關。水稻矮化突變體dwarf1(d1)是GA鈍感型突變體，表現為矮化、葉寬且呈墨綠色、花序緊密。研究表明，水稻dwarf1基因編碼的是GTP結合蛋白，該蛋白在植物的生長發育中發揮著重要作用。水稻slr1突變體是由于SLR1基因失去功能的突變而導致的突變體，SLR1基因編碼的產物是GA信號傳導的抑制劑，與擬南芥的GA1和RGA、小麥的Rht、玉米的d8及大麥的SLN1基因編碼的產物類似，都是調控株高的一類蛋白。SLR1蛋白定位于細胞核，在細胞核中發揮作用，來調控GA信號傳導，GA上游信號能促進SLR1蛋白的快速降解，從而使GA信號能傳導到下游。brd1的矮化突變體表現為典型的BR缺乏癥狀：莖稈嚴重矮化，株高只有10-30cm；葉片彎曲僵硬，呈畸形；根冠、穗形和谷粒等偏小。在外施BR復合物后能恢復部分生長性狀，是BR缺失型突變體。Mori等發現，在黑暗中，brd1表現出結構型光形態建成的特性，及暗中去黃化。內源BR含量分析發現，BR合成途徑中的BR-6-氧化酶減少，進一步分析發現，水稻中BR-6-氧化酶基因os-BR6ox缺失了0.2kb片段。

通過基因工程手段調控農作物生長，可以使生產成本更低廉、效益更高。近年來，已經克隆了很多與株高密切相關的基因。如擬南芥中的GA1、RGA，玉米中的d8，小麥的Rht，大麥中的SLN1，水稻中的Dwarf1等，利用這些基因控制GA或者BR的生物合成或者信號傳導從而獲得適合的株高，將是未來生產的重要(Akira?Ikeda,2001)。

MicroRNAs（miRNAs）是一種小的內源性非編碼RNA分子，大約由21－25個核苷酸組成。這些小的miRNA通常靶向一個或者多個mRNA，通過翻譯水平的抑制或斷裂靶標mRNAs而調節基因的表達。從2002年開始，microRNA一直是每年醫學生物學的明星分子，它們是基因表達、修飾、轉錄和翻譯的調節者。無論是在動物模型還是植物模型上，科學家們都發現microRNA對多種生命過程具有重要的調控作用。miRNA與siRNA相似，它們是調控基因轉錄后調節的重要因子。siRNA的沉默基因的機制十分清晰，然而，microRNA的轉錄后調控機制卻不十分清晰。

發明內容

本發明的一個目的是提供microRNA396d或其編碼基因或表達microRNA396d的重組載體的應用。

本發明提供的microRNA396d或其編碼基因或表達microRNA396d的重組載體在調控植物株高中的應用；所述microRNA396d的核苷酸序列為序列表中的序列2或序列表中的序列3。

序列表中的序列2所示的RNA為序列3所示RNA的前體；

上述應用中，所述microRNA396d的編碼基因的核苷酸序列為序列表中的序列1；

所述表達microRNA396d的重組載體為將所述microRNA396d的編碼基因插入表達載體中，得到表達microRNA396d的載體。