[發明專利]一種提前產生再生稻分蘗進而提高再生稻產量的方法

有效

• 申請號: 201610029401.9
• 申請日: 2016-01-15
• 公開（公告）號: CN105505986B
• 公開（公告）日: 2019-03-12
• 發明（設計）人: 劉清;王若仲;肖浪濤
• 申請（專利權）人: 湖南農業大學
• 主分類號: C12N15/82
• 分類號: C12N15/82;A01H6/46
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 何為;袁穎華

一種提前產生再生稻分蘗進而提高再生稻產量的方法，該方法是利用水稻莖桿特異表達啟動子，將能夠影響水稻分蘗發育的核苷酸序列如序列表中SEQ ID No.1～SEQ ID No.12所示的OsMIR156a～l基因序列在水稻莖桿中特異表達。實施該技術獲得的轉基因植株的效果表明，利用特異啟動子過表達OsmiR156轉基因植株，與野生型相比較，在組織器官特異表達D18pro?OsMIR156的轉基因株系能夠在頭季稻成熟期就形成分蘗，而這些提前長出的分蘗對頭季稻千粒重等產量相關性狀沒有明顯影響，但可提高再生稻的株高和稻穗長度、增加籽粒充實度，進而提高再生稻產量。

技術領域

本發明屬于農業生物技術領域，具體涉及一種提前產生再生稻分蘗以提高再生稻產量的方法，更具體地是利用特異啟動子將OsmiR156家族基因在莖桿中特異表達以提前產生再生稻分蘗進而提高再生稻產量的方法。

背景技術

自20世紀初以來，我國的再生稻生產進入了快速發展時期，先后經歷了高桿再生稻組合利用、矮桿再生稻組合利用、雜交稻的再生利用等發展階段，目前我國再生稻的應用與研究進展很快，先后獲得了一批米質好、再生力強的新品種(組合)，如培64/E32、培兩優50、Ⅱ優1273、Ⅱ優航2號等。

水稻分蘗的形成過程可分為兩個主要步驟，即分蘗芽的形成和分蘗芽的伸長。分蘗芽的伸出時間對稻穗長度及籽粒充實度等具有重要影響。水稻生產中只有主莖和早期發生的初生和次生分蘗才具備成穗能力，它們屬于有效分蘗；而后期的次生分蘗因生育期短等因素造成不能成穗，它們屬于無效分蘗。無效分蘗不僅不能形成稻穗，而且過多的無效分蘗還會影響有效分蘗稻穗的長度而導致水稻產量減低等問題。再生稻的稻穗是由第一季(頭季)水稻形成的腋芽發育而成，在頭季水稻收割之后，一些腋芽在原有根系的基礎上再次生長、抽穗直至成熟。因此這些腋芽伸出的時間對再生稻穗長及產量具有重要影響。

由于再生稻分蘗能力大小、有效穗的形成等對產量具有決定性的影響。因此，國內外對再生稻的研究多集中于品種的選育、高產優質栽培管理技術等方面。羅文質等研究了1500多個水稻品種(組合)的再生力，為再生稻品種的選育提供了重要參考。雖然再生稻生產技術取得了一些重要進展，但目前還存在產量相對較低、充實程度差等問題。

現有再生稻生產完全依賴于水稻的再生特性：在頭季稻收割后由留在稻樁上的休眠芽萌發生長成穗而收割下一季水稻，因此再生芽的萌發與成穗率的高低直接影響再生稻的產量。目前推廣的再生稻品種一般存在再生芽的萌發率低(分蘗力差)、萌發時間遲、再生稻穗偏短等缺陷。隨著分子生物學和基因工程技術的迅猛發展，利用水稻分蘗相關基因來調控分蘗發育為水稻生產開辟了一個全新的途徑，并取得了一些重要進展。目前可利用轉基因方法將一些優質基因導入水稻以調控水稻分蘗發育而增加稻穗的長度、千粒重等，進而增加水稻產量。但由于通過轉基因技術獲得的多分蘗轉基因水稻材料的分蘗數目常常太多而對水稻頭季水稻產量不利，因此，即使能夠增加水稻的分蘗力或再生稻的稻穗數等，在生產實際中缺乏應用價值。

迄今為止，通過傳統育種手段選育的具有多分蘗特性的水稻品種(材料)增產效果不理想。即使獲得多再生稻穗的品種，但由于生育期較短導致光合作用時間少，稻穗的長度及籽粒充實度等問題而導致增產效果不佳。

發明內容

再生稻的稻穗是由葉腋中的分蘗芽生長發育而來，因此讓這些葉腋中的分蘗芽適當提前生長出來有利于延長生育期、增加光合作用進而提高再生稻產量。目前已知miR156家族成員基因可影響水稻分蘗發育過程中的蘗芽發生及蘗芽伸出兩過程。本發明利用miR156家族基因能夠影響水稻發育過程的功能，采用組織器官特異啟動子構建載體，使得轉基因水稻葉腋芽中的分蘗芽在頭季稻成熟期時從葉腋中生長、萌發形成新的分蘗，這些早期萌發的分蘗相對于那些等頭季稻收割后再萌發的分蘗芽具有更長的生育期、更多的較長稻穗，更好的籽粒充實度等性狀，這樣就可以提高再生稻產量，進而達到增產目的。