[發明專利]水稻深綠穗基因的應用

有效

• 申請號: 201610290045.6
• 申請日: 2016-05-03
• 公開（公告）號: CN107338253B
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 陳析豐;劉亞萍;沈佳弘;馬伯軍
• 申請（專利權）人: 浙江師范大學
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 金祺

本發明公開了一種水稻深綠穗基因的用途：負調控稻穗中光合色素的含量；該水稻深綠穗的基因的核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示；光合色素包括葉綠素、類胡蘿卜素。該水稻深綠穗基因還能負調控稻穗的凈光合速率。

技術領域

本發明涉及一個水稻穗色相關基因及其功能，屬于植物分子遺傳領域。

背景技術

光合作用是利用葉綠體中的葉綠素(Chlorophyll)，在可見光照射下，將二氧化碳和水轉化為有機物。葉綠素含量在一定范圍內與光合速率成正相關。穗的光合作用對籽粒的生物量累積具有一定的作用，如麥穗光合作用對籽粒的貢獻可達10％～76％，而稻穗光合能力較弱，對籽粒的貢獻只有4％～23％，可見稻穗的光合能力還有很大的提升空間。因此，利用新優異基因，提高稻穗中葉綠素的含量，增加穗光合作用對籽粒的貢獻率，將可能更有效促地促進水稻高產。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種水稻深綠穗基因的用途。

為了解決上述技術問題，本發明提供一種水稻深綠穗基因的用途，用于負調控稻穗中光合色素(包括葉綠素、類胡蘿卜素)的含量；該水稻深綠穗的基因的核苷酸序列如SEQID NO：1所示。

作為本發明的水稻深綠穗基因的用途的改進，用于負調控稻穗中光合作用的光能轉化效率。

本發明的技術方案具體如下：

本發明利用人工輻射誘變粳稻品種中花11，在突變體庫中獲得了一個罕見的深綠穗突變體，迄今在水稻中還未曾報道。與中花11的黃綠穗色相比，該突變體的穗色深綠(圖1)，穗的葉綠素與類胡蘿卜素的含量顯著性增加(圖2)，穗中光合作用的光系統II原初光能轉換效率也顯著性提高(圖3)，對水稻穗的光合機理研究及其育種應用具有重要意義。

將水稻深綠穗突變體與野生型品種巴香占雜交，F₁表型為野生型。在F₁自交的F₂代群體中，野生型與突變型的比例經χ²檢驗符合3:1，表明深綠穗突變表型受一個隱性基因控制。利用圖位克隆技術，將目的基因定位水稻第1號染色體上物理距離為91kb的兩個分子標記之間。根據水稻基因組數據庫的注釋，將其中1個預測基因(登錄號：LOC_Os01g62060)確定為候選基因，通過RT-PCR分析表明該基因在野生型中表達，在深綠穗突變體中不表達(圖4)。為了驗證該基因的功能，構建LOC_Os01g62060基因的表達載體，遺傳轉化到水稻深綠穗突變體中，獲得相應的轉基因水稻植株，該轉基因植株的穗色恢復為野生型的黃綠色(圖5)，證明該基因調控穗色深綠的功能，克隆了該基因。生物信息學分析表明該基因編碼的蛋白功能未知，與已知的葉綠素代謝、葉綠體發育、光合作用等途徑的相關基因沒有任何同源性，是一個沒有報道過的新功能基因，具有重要的研究意義和潛在的應用價值。

附圖說明

下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步詳細說明。

圖1為水稻深綠穗突變體與對照中花11的穗色；

圖2為水稻深綠穗突變體與對照中花11穗的葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素含量，**表示t檢驗存在極顯著性(P0.01)差異，下同；

圖3為水稻深綠穗突變體與對照中花11穗的凈光合速率；

圖4為基因LOC_Os01g62060的RT-PCR表達分析，以持家基因Actin做為內參；

圖5為基因LOC_Os01g62060遺傳轉化水稻深綠穗突變體后的植株穗色。

具體實施方式

實施例1、水稻深綠穗突變體的獲得與種植