[發明專利]水稻BG1蛋白及其編碼基因在調節植物生長發育中的應用

有效

• 申請號: 201310343713.3
• 申請日: 2013-08-08
• 公開（公告）號: CN103408648A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 儲成才;劉林川;童紅寧;胡斌;梁成真;車榮會;徐凡
• 申請（專利權）人: 中國科學院遺傳與發育生物學研究所
• 主分類號: C07K14/415
• 分類號: C07K14/415;C12N15/29;C12N15/113;C12N15/82;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

本發明屬于生物技術領域，涉及一種水稻BG1蛋白及其編碼基因在調節植物生長發育中的應用。

背景技術

水稻是世界上最主要的糧食作物之一，在亞洲地區廣泛種植。隨著世界人口的增長，提高水稻產量是育種的重要目標。同時水稻作為單子葉植物的模式植物，對其產量分子機制的解析可為其它作物的增產提供理論基礎。水稻的產量受多方面的影響，主要包括環境因素和遺傳因素兩個方面。環境因素主要包括溫度、光照、土壤、生物脅迫和非生物脅迫等。從遺傳因素講，水稻的產量性狀主要是由多基因控制的數量性狀，因此連續變異和受環境影響大為研究其遺傳機制增加了難度。分蘗數、每穗粒數、千粒重和結實率構成了水稻的產量因子。其中千粒重又可以進一步分解為粒長、粒寬和灌漿程度等幾個指標。此外，植株形狀、穗型、葉型和對營養物質的吸收利用也對水稻產量產生一定的影響。因此，水稻產量的形成是以遺傳為基礎，在特定環境下共同作用的結果。

目前，隨著分子遺傳學的發展，已經克隆到許多控制和影響水稻產量的重要基因。如控制分蘗數的MOC1、DLT基因，控制每穗粒數的IPA1、DEP1、DEP2、Gn1a和DST基因，控制籽粒大小的GS3、SW5、GIF1、GW2、GW8、qGL3和GW6基因，控制抽穗期的Ghd7基因和控制開花期LVP1基因等。然而，對已克隆的控制水稻籽粒大小基因的分子機制研究還知之甚少。另外，這些基因大部分參與了種子發育的負調控的過程，在一定程度上限制了在農業生產中的應用。因此，尋找并克隆新的控制水稻籽粒大小的基因有著重要的理論和實際意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種水稻BG1蛋白及其編碼基因在調節植物生長發育中的應用。

本發明所提供的應用，具體為由序列表中序列2所示的氨基酸序列組成的蛋白質（BG1蛋白）或其編碼基因（BG1基因）在調控植物生長發育中的應用。

在本發明中，所述植物生長發育，具體可體現在如下1）-5）中至少一種：

1）籽粒體積；

2）籽粒千粒重；

3）單株籽粒產量；

4）植株生物量；

5）葉片面積。

更加具體的，以上所有的所述調控植物生長發育均具體為如下6）-10）中至少一種：

6）增大或減小籽粒體積；

7）增加或減少籽粒千粒重；

8）增加或減少單株籽粒產量；

9）增加或減少植株生物量；

10）增大或減小葉片面積。

由序列表中序列2所示的氨基酸序列組成的蛋白質或其編碼基因在選育具有如下I）-V）目的性狀中至少一種的植物品種中的應用也屬于本發明的保護范圍：

I）籽粒體積增大或減小；

II）籽粒千粒重增加或減少；

III）單株籽粒產量增加或減少；

IV）植株生物量增加或減少；

V）葉片面積增大或減小。

在實際應用中，當所選育的植物品種為具有以上I）-V）所述目的性狀中至少一種[I）-V）所述目的性狀均選擇“或”字之前的性狀]的植物品種時，需將所述BG1蛋白表達量較高的植株作為親本進行雜交。當所選育的植物品種為具有以上I）-V）所述目的性狀中至少一種[I）-V）所述目的性狀均選擇“或”字之后的性狀]的植物品種時，需將所述BG1蛋白表達量較低的植株作為親本進行雜交。

本發明的再一個目的是提供一種培育轉基因植物的方法。

本發明所提供的培育轉基因植物的方法，可為如下A）或B）的方法：

A）包括如下a）和b）的步驟：

a）向目的植物中導入由序列表中序列2所示的氨基酸序列組成的蛋白質的編碼基因，得到表達所述編碼基因的轉基因植物；

b）從步驟a）所得轉基因植物中得到與所述目的植物相比，具有如下b1）-b5）目的性狀中至少一種的轉基因植物：

b1）籽粒體積增大；

b2）籽粒千粒重增加；

b3）單株籽粒產量增加；

b4）植株生物量增加；

b5）葉片面積增大；

B）包括如下c）和d）的步驟：

c）在目的植物中對由序列表中序列2所示的氨基酸序列組成的蛋白質的編碼基因進行抑制表達，得到轉基因植物；

d）從步驟c）所得轉基因植物中得到與所述目的植物相比，具有如下d1）-d5）目的性狀中至少一種的轉基因植物：

d1）籽粒體積減小；

d2）籽粒千粒重減小；