[發明專利]水稻斑馬葉突變基因ZEBRA15及其編碼的蛋白和應用

有效

• 申請號: 201410319603.8
• 申請日: 2014-07-07
• 公開（公告）號: CN104087603B
• 公開（公告）日: 2016-11-23
• 發明（設計）人: 趙芳明;何光華;施軍瓊;王秋實;桑賢春;凌英華;李云峰;王楠;楊正林
• 申請（專利權）人: 西南大學
• 主分類號: C12N15/54
• 分類號: C12N15/54;C12N9/12;C12N15/82;A01H5/00
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 王貴君

技術領域

本發明屬于生物技術領域，具體涉及水稻斑馬葉突變基因ZEBRA15，還涉及該基因編碼的蛋白質和應用。

背景技術

水稻(Orvza?sativa?L.)是世界上最重要的糧食作物之一，全世界有近半數的人口以稻米為主食。雜交水稻的種植，顯著提高了水稻的產量，從以前的每畝200-300斤，到現在的每畝800斤，與第二次綠色革命一起差不多解決了全球的糧食危機，為保障國家乃至世界糧食安全作出了巨大貢獻。然而種子純度是制約雜交稻發揮更大作用的重要制約因子。近年來因雜交水稻種子不純而給農民造成的損失越來越嚴重。這一問題已引起政府、專家的高度重視。兩系法雜交水稻的種子生產，近幾年均出現過重大損失。1999年湖南曾因遭遇低溫造成2萬畝制種大部分失敗，損失超過千萬元。2002年長江流域8月份的低溫，又嚴重損害了兩系雜交稻種子生產。但是鑒定雜種種子純度一直沒有理想的技術方法已成為我國種子產業發展的制約因素。利用苗期標記性狀進行作物雜種一代新品種選育和種子純度鑒定，能在苗期通過觀察標記性狀的存在或消失與否來識別真假雜種，從而達到能及早識別剔除雜種或非雜種株、實現親本和雜交種種子純度雙重排雜、加強種子質量監督、大大降低種子鑒定費用、保證田間品種純度、增產節支等目的。該項技術直觀準確，簡便快速，具有一般的異地種植鑒定和DNA分子標記鑒定技術無法比擬的優越性。近年來在作物育種及種子純度鑒定上的研究應用也越來越受到重視。前人已做了大量的工作，也取得了可喜的成績，成功選育了一些帶標記的不育系，如紫葉標記不育系紫S、白化轉綠型葉色標記不育系玉兔S和NHR111SA。但由于多數苗期標記性狀單系本身性狀不優良、常導致其它重要農藝性狀顯著降低，利用時都需要進行一個雜交轉育過程以克服不良性狀的遺傳累贅，實現優異性狀的聚合，這個過程往往非常困難，都要通過大量長期的轉育才能實現。因而，發現一些穩定遺傳、葉色變異對其它性狀尤其產量、品質性狀沒有顯著影響的葉色突變非常重要。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的之一在于提供水稻斑馬葉突變基因ZEBRA15，該基因為苗期標記性狀，并且對其他主要農藝性狀無顯著影響，為水稻轉基因研究提供有力的工具，促進雜交稻育種研究；本發明的目的之二在于提供水稻斑馬葉突變基因ZEBRA15編碼的蛋白質；本發明的目的之三在于提供水稻斑馬葉突變基因ZEBRA15的應用。

為實現上述目的，本發明利用甲基磺酸乙酯(EMS)誘變自育優良恢復系縉恢10號獲得一個遺傳穩定的水稻“斑馬葉”突變體，在遺傳分析和基因定位的基礎上，先通過基因預測、同源搜索及基因序列差異比較，初步確定了水稻斑馬葉突變性狀為ZEBRA15隱形基因控制，ZEBRA15為類受體蛋白激酶(Os05g12680)。隨后，本發明以水稻斑馬葉突變體zebra15為材料，克隆了水稻斑馬葉突變基因ZEBRA15，具有如SEQ?ID?No.12所示的核苷酸序列，開放閱讀框為2028bp，由8個外顯子組成，編碼675個氨基酸，其氨基酸序列如SEQ?ID?No.13所示。與野生型縉恢10號相比，突變基因ZEBRA15在第3個外顯子上第64堿基有G-A的轉換，并導致第22位的編碼氨基酸序列發生甘氨酸(Glycine)到天冬氨酸(L-Aspartic-acid)的變異，突變位點位于催化域PKc。植物類受體蛋白激酶(RLK)是植物體內信號分子的重要受體，已被證明參與植物生長發育及對環境刺激應答反應等多種信號的轉導過程，在植物生命活動中發揮著多種重要的生物學功能。當植物受到脅迫時，RLK能識別和接受生物或非生物刺激的信號物，通過可逆磷酸化轉導信號，誘導防御反應。

然后，然后構建功能互補載體并轉化zebra15突變體(G95)。經鑒定轉基因陽性植株葉片變綠，完全恢復為野生型葉型。進一步確定水稻斑馬葉性狀由ZEBRA15基因突變引起，因此水稻斑馬葉突變基因ZEBRA15能夠用于在水稻斑馬葉性狀的分子育種。

本發明的有益效果在于：本發明提供了水稻斑馬葉突變基因ZEBRA15，該基因為苗期標記性狀，對其他主要農藝性狀無顯著影響，為水稻遺傳育種研究提供了有力的工具，為選育純種不育系奠定基礎。

附圖說明

為了使本發明的目的、技術方案和有益效果更加清楚，本發明提供如下附圖：