[發明專利]水稻Hd-q基因及其在廣適性水稻培育中的應用

有效

• 申請號: 201210492262.5
• 申請日: 2012-11-28
• 公開（公告）號: CN102965381A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 劉巧泉;趙冬生;張昌泉;顧銘洪
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C12Q1/68;A01H5/00
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 盧亞麗

技術領域

本發明屬于植物育種技術領域，具體涉及鑒定一個控制水稻基本營養生長期基因的技術以及利用該基因培育地域適應性廣的水稻品種的方法。

背景技術

在全球人口增加和環境惡化等情形下，保證水稻等主要農作物的高產與穩產已經受到越來越多的關注。而通過尋找那些涉及產量和生育期性狀的基因已經成為進一步提高作物高產與穩定的最重要的途徑之一。

水稻的產量性狀例如有效穗、穗長、千粒重等一般認為是由大量微效基因協同控制。近年來通過數量性狀基因位點和圖位克隆等方法，幾個控制水稻產量的重要基因相繼被克隆，如Ghd7、GW2、GS3等。但是它們的遺傳機制卻并不相同，Ghd7主要通過調控水稻生育期影響產量（Xue等，NatureGenetics.2008(6)761-767）；GS3、GW2影響谷粒大小和重量(Song等，NatureGenetics.2008(5)623-630；Fan等，Theor?Appl?Genet.2006,(112):1164-1171）。因此影響水稻產量的方式是復雜的，不同性狀和不同遺傳途徑都可能影響水稻產量。

生育期是水稻重要的農藝性狀，直接影響水稻品種的地區適應性和推廣潛力。水稻的生育期分為營養生長期、生殖生長期以及成熟期三個階段。其中成熟期在品種間差異較小，且較穩定。因此現在常用抽穗期的長短來描述生育期的長短。通常認為抽穗期和產量性狀緊密聯系，因為較遲的抽穗期有著更有效的營養生長，這能生成更多的生物產量（Kawano等,Japanese?journal?of?breeding.1968(18)46-52）。具有較長基本營養生長期和較弱的光敏感性的水稻品種能夠在很大的緯度范圍內保持良好的穩定的產量表現。目前已經克隆了多個控制水稻抽穗期的基因，如Hd3a（Kojima等，Plant?Cell?Physiol.2002(43):1096-1105）、Hdl（Yano等，Plant?Cell,2000(12)2473-2483）、Ghd8(Yan等，Molecular?Plant.2011(4)319-330)、Ghd7(Xue等，Nature?Genetics.2008(6)761-767)等。而像Ghd7和Ghd8這樣的基因在控制生育期的同時還具有影響產量等方面的多效性。

Fu等報道，在水稻第1染色體上的OsELF3基因控制著水稻抽穗期，并且也具有多效性(Fu等，Plant?Biology，2008,11:751-757)。該基因和擬南芥中的ELF3基因高度同源，而ELF3被認為是控制光信號輸入生物節律鐘基因，促進擬南芥在長日照開花。最近在水稻第6染色體上也發現了一個ELF3同源基因EF7，并且證實EF7也是控制抽穗期的基因(Yuan等，Theor?Appl?Genet.2009(119)675-684)，分析該基因位點不同的突變形式(Saito等，Plant?Cell?Physiol.2012(53)717-728.Matsubara等，Plant?Cell?Physiol.2012(53)709-716）發現其具有不同的等位效應。

發明內容

本發明分離克隆了水稻中一個新的控制水稻基本營養生長期基因Hd-q，該基因來源于秈稻品種清蘆占11。在人工控制光照時間長短，同時使水稻處于相同的溫度以及肥水條件下，發現含有Hd-q基因的水稻在長或短日照條件下都有延遲抽穗的現象，因此認為該基因對光照不敏感。序列分析發現Hd-q基因是EF7的一個等位變異，由4個外顯子組成。與EF7基因比較，Hd-q基因在第二外顯子上存在一個特殊的單核苷酸變異位點（下述稱為該SNP位點），具體是在Hd-q基因編碼序列第395位的堿基為A，EF7中相應位置是T，結果使Hd-q基因在該位點形成一個終止密碼子。Hd-q基因的編碼序列如SEQ?ID?NO.1所示。