[發(fā)明專利]一種水稻穗頂退化相關(guān)蛋白激酶及其編碼基因

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711257204.3
• 申請(qǐng)日: 2017-12-04
• 公開（公告）號(hào): CN107937363B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭永彬;侯飛雪;白鵲;徐培洲;吳先軍;張紅宇;陳曉瓊;廖泳祥;顧朝劍;韓小行
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C12N9/12
• 分類號(hào): C12N9/12;C12N15/54;C12N15/113;C12N15/82;A01H5/02;A01H6/46
• 代理公司: 北京修典盛世知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11424
• 代理人: 胡長遠(yuǎn)

本發(fā)明公開了一種水稻穗頂退化相關(guān)蛋白，該OsCIPK31蛋白，其已知功能為一種調(diào)控逆境應(yīng)答的蛋白激酶；本發(fā)明還公開了編碼該相關(guān)蛋白的基因，以及它們?cè)诳刂扑舅腠斖嘶誀钌系挠猛尽１景l(fā)明為研究水稻穗頂退化的機(jī)理并最終解決穗頂退化問題提供了一種新的途徑；尤其本發(fā)明涉及的穗頂退化突變體和克隆的基因均來源于秈稻，可用于減輕秈稻因穗頂退化造成的減產(chǎn)損失，提高秈稻的產(chǎn)量；本發(fā)明穗頂退化性狀由單隱性基因控制，轉(zhuǎn)基因或雜交后代鑒定和選擇比較簡單，便于在育種中應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水稻基因工程領(lǐng)域，具體涉及一種水稻穗頂退化相關(guān)蛋白激酶，以及該蛋白激酶的編碼基因，還涉及該蛋白的新用途。

背景技術(shù)

穗頂退化是指水稻在孕穗期穗發(fā)育過程頂部穎花發(fā)育停滯，逐漸衰退的現(xiàn)象。穗頂部退化現(xiàn)象在水稻品種中時(shí)有發(fā)生，發(fā)生時(shí)穗頂部穎花及一次枝梗頂部穎花呈現(xiàn)發(fā)育停滯，過度衰退。這就造成穗子大小和穗粒數(shù)大幅度下降，導(dǎo)致單穗實(shí)粒數(shù)降低，嚴(yán)重影響水稻的總產(chǎn)量。該現(xiàn)象易受穗分化期間溫度、濕度等環(huán)境條件的影響，造成表型鑒定困難或不穩(wěn)定，因而增加了研究難度。目前引起該現(xiàn)象的機(jī)制還不清楚，是水稻生產(chǎn)中亟待解決的問題。

選育抗穗頂退化品種是控制水稻穗頂退化最經(jīng)濟(jì)有效的方法，但是由于對(duì)水稻穗退化的致病機(jī)理尚不清楚，且關(guān)于控制穗頂退化性狀基因的報(bào)道極少，以及水稻穗頂退化抗源材料少，選育抗穗頂退化品種比較困難。目前關(guān)于穗頂退化的基因的報(bào)道主要集中在QTL位點(diǎn)：在第1、10和11染色體上發(fā)現(xiàn)了3個(gè)關(guān)于開花前水稻穗基部小花敗育的主效QTL(Yamagishi J等.Theoretical and Applied Genetics，2004，109(8)：1555-1561)；調(diào)控花序結(jié)構(gòu)內(nèi)枝梗及穗長度相關(guān)基因SP1(Li S等.The Plant Journal，2009，58(4)：592-605)；在第1，2，4，7和9號(hào)染色體上發(fā)現(xiàn)5個(gè)穗頂退化QTL位點(diǎn)，其中第9染色體的ds-9位點(diǎn)對(duì)水稻穗頂退化的效應(yīng)相對(duì)較大(徐華山等。作物學(xué)報(bào)，2007，33(6)：979-986)；位于第3號(hào)染色體的QTL同位于第9染色體的QTL之間存在上位性互作(Tan C等.Plant Breeding，2011，130：177-184)。另外關(guān)于穗頂退化圖位克隆的基因不多：spd-hp73(任三娟等。浙江大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，39(3)：267-273)。上述所報(bào)道的控制水稻穗頂退化性狀多數(shù)為多基因控制的數(shù)量性狀，且獲得克隆的基因很少，限制了水稻穗頂退化難題的解決。

OsCIPK31是類鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶B亞基互作蛋白激酶基因，是一類介導(dǎo)鈣信號(hào)的典型絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶。在水稻萌發(fā)和幼苗生長過程中，通過調(diào)節(jié)逆境應(yīng)答基因參與逆境響應(yīng)(Hai-long Piao等.Molecules and Cells，2010，30(1)：19-27)。經(jīng)檢索，沒有發(fā)現(xiàn)有關(guān)OsCIPK31在水稻穗部發(fā)育尤其是穗頂部退化方面的作用的報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明人在對(duì)秈稻品種宜香1B進(jìn)行EMS(甲基磺酸乙酯)誘變時(shí)，意外發(fā)現(xiàn)一個(gè)秈稻背景的穗頂退化突變體材料，命名為paa1019，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)該水稻穗頂退化性狀由單隱性基因控制，而且進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，野生型的正常基因發(fā)生點(diǎn)突變后會(huì)導(dǎo)致水稻穗頂部穎花發(fā)生退化衰退現(xiàn)象。本發(fā)明是在上述意外發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上完成的。

本發(fā)明目的在于提供一種水稻穗頂退化相關(guān)蛋白。

本發(fā)明另一目的在于提供編碼上述相關(guān)蛋白的基因。

本發(fā)明第三目的OsCIPK31蛋白在控制水稻穗頂退化性狀上的應(yīng)用。

本發(fā)明第四目的OsCIPK31基因在控制水稻穗頂退化性狀上的應(yīng)用。

本發(fā)明第五目的在于提供含有OsCIPK31基因的表達(dá)載體。

本發(fā)明第六目的在于提供用于敲除OsCIPK31基因的靶標(biāo)序列。

本發(fā)明第七目的在于提供一種水稻穗頂退化基因。