[發(fā)明專利]OsGBP3基因在調(diào)控水稻株高、粒型及千粒重中的應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108164590B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余四斌;龔蓉
• 申請（專利權(quán)）人: 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C07K14/415
• 分類號: C07K14/415;C12N15/29;C12N15/84;A01H5/00;A01H5/10;A01H6/46
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王文君;黃爽

本發(fā)明提供OsGBP3基因在調(diào)控水稻株高、粒型及千粒重中的應(yīng)用，該基因正調(diào)控株高和種子大小，超量表達(dá)該基因，促進(jìn)植株的生長，不僅增加株高，而且使種子的粒長和粒寬增加，從而增加千粒重。抑制該基因的表達(dá)，降低株高，減小粒長。本發(fā)明為作物育種提供了寶貴的基因資源，可將水稻OsGBP3基因廣泛應(yīng)用于農(nóng)作物雜交育種和雜交制種中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于植物基因工程技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及OsGBP3基因在調(diào)控水稻株高、粒型及千粒重中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

水稻是世界一半以上人口的主要糧食作物，矮化育種和雜交育種使水稻產(chǎn)量經(jīng)歷了兩次飛躍，然而隨著自然生態(tài)壞境的惡化以及耕地面積的不斷減少，通過傳統(tǒng)的育種方式提高水稻產(chǎn)量，越來越難以滿足不斷增漲的人口數(shù)量，因此提高水稻單產(chǎn)逐漸成為育種家的目標(biāo)，而理想株型材料的培育則是實(shí)現(xiàn)高單產(chǎn)水稻的途徑之一。

株高是影響水稻株型的主要決定因子，也是重要的農(nóng)藝性狀，它關(guān)系到水稻的收獲指數(shù)以及增產(chǎn)潛力，是理想株型的研究重點(diǎn)。研究還表明株高與穗重、千粒重、一次枝梗、二次枝梗等重要農(nóng)藝性狀顯著正相關(guān)(Wang et al.,2012)。在一定的臨界值內(nèi)，株高的增加將促進(jìn)產(chǎn)量的增加，然而當(dāng)其超出臨界值后，反而會導(dǎo)致產(chǎn)量的下降。株高過高的植株易倒伏，不僅收割困難，而且還降低產(chǎn)量，因此株高適中是理性株型的目標(biāo)，也是水稻實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)的基礎(chǔ)。到目前為止，研究者已克隆了很多調(diào)控水稻株高的重要基因，這些基因大多與赤霉素、油菜素內(nèi)酯、獨(dú)腳金內(nèi)酯等激素的生物合成代謝或信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑相關(guān)，它們在降低株高的同時(shí)，在其它一些性狀上也會帶來不利的影響，如葉片變短變寬、結(jié)實(shí)率降低，無效分蘗增加，降低產(chǎn)量等(Miura et al.,2009；Lin et al.,2009；Tong et al.,2009；Utsunomiya et al.,2011)。因此，挖掘控制株高的新基因，是構(gòu)建理想株型實(shí)現(xiàn)水稻單高產(chǎn)育種目標(biāo)的基礎(chǔ)。

為了滿足市場的需求，水稻育種除了追求高產(chǎn)目標(biāo)之外，還需保證甚至進(jìn)一步提升稻米品質(zhì)。稻米品質(zhì)包括外觀品質(zhì)、加工品質(zhì)、蒸煮食味品質(zhì)以及營養(yǎng)品質(zhì)，而外觀品質(zhì)中種子粒型則為最主要的因素。粒型主要由粒長、粒寬、粒厚組成，它不僅決定著稻米的外觀品質(zhì)，而且也是影響產(chǎn)量的重要因素，因此，研究者們對水稻粒型有較深入的研究，克隆一些控制粒型的主效基因，例如調(diào)控粒長的基因GS3、qGL3、GL7/GW7(Fan et al.,2006；Zhang et al.,2012；Wang et al.,2015a；Wang et al.,2015b)，調(diào)控粒寬的基因GW2、GS5、GW8(Song et al.,2007；Li et al.,2011；Wang et al.,2012)。這些基因通過影響穎殼細(xì)胞的伸長或細(xì)胞的分化來正調(diào)控或者負(fù)調(diào)控粒型。然而調(diào)控粒寬的基因，往往在增加產(chǎn)量的同時(shí)會降低稻米品質(zhì)，如GW2、GW8等，因此發(fā)掘與應(yīng)用新的粒型基因，對增加水稻產(chǎn)量和改善稻米品質(zhì)具有重要的生產(chǎn)應(yīng)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供水稻基因OsGBP3的用途，特別是OsGBP3基因在調(diào)控水稻株高、粒型及千粒重中的應(yīng)用。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，本發(fā)明提供OsGBP3基因在調(diào)控水稻株高、粒型及千粒重中的應(yīng)用，所述OsGBP3基因是編碼如下蛋白質(zhì)(a)或(b)的基因：

(a)由SEQ ID NO:3所示的氨基酸序列組成的蛋白質(zhì)；

(b)SEQ ID NO:3所示序列經(jīng)取代、缺失或添加一個(gè)或幾個(gè)氨基酸且具有同等功能的由(a)衍生的蛋白質(zhì)。

所述調(diào)控是指在水稻中過表達(dá)所述OsGBP3基因，增加水稻株高，以及種子的粒長、粒寬和千粒重；在水稻中抑制所述OsGBP3基因表達(dá)，降低株高和種子粒長。

本發(fā)明還提供水稻基因OsGBP3在水稻粒型及千粒重改良中的應(yīng)用。

本發(fā)明還提供水稻基因OsGBP3在水稻株高改良中的應(yīng)用。