[發明專利]一種水稻早花時相關蛋白及其編碼基因

有效

• 申請號: 201810041004.2
• 申請日: 2018-01-16
• 公開（公告）號: CN108003227B
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 徐培洲;吳挺開;陶宇;孫朝偉;吳先軍;張紅宇;陳曉瓊;廖泳祥;鄧小書;余世聰
• 申請（專利權）人: 四川農業大學
• 主分類號: C07K14/415
• 分類號: C07K14/415;C12N15/29;C12N15/113;C12N15/82;A01H5/02;A01H6/46;A01H1/02
• 代理公司: 北京安度修典專利代理事務所(特殊普通合伙) 11424
• 代理人: 胡長遠

本發明公開了一種水稻早花時相關蛋白，屬于水稻基因工程領域；該蛋白由SEQ ID No.1所示的氨基酸序列組成；本發明還公開了相應的由SEQ ID No.2所示的核苷酸序列組成的編碼基因；本發明還公開了水稻早花時基因。本發明早花時基因控制的開穎時間比其相應的野生型開穎時間提前1.5～2h，開穎時間提前效果顯著，為培育早花時不育系、進而提高水稻制種產量提供了一種新的基因和途徑；其次，本發明早花時性狀受單隱性基因控制，轉基因后代或雜交育種后代的鑒定和選擇比較簡單；本發明的早花時突變體為早花時基因的研究和應用提供了很好的研究材料。

技術領域

本發明屬于水稻基因工程領域，具體涉及一種水稻早花時相關蛋白，以及編碼該蛋白的基因，還涉及它們在水稻三系制種中的用途。

背景技術

雜交水稻的應用大大提高了水稻單位面積產量，但是由于雜交水稻制種產量低、成本高，相應地農民購種的費用高，提高了生產成本。提高單位面積制種產量是降低雜交稻種子生產成本的關鍵。

雜交水稻制種產量的主要限制因素是不育系異交結實率偏低，而不育系的開花習性是影響異交結實率的決定因素之一(袁隆平.雜交水稻學.中國農業出版社,2002,246-279)。由于不育胞質的負效應，通常不育系每天穎花開穎時間一般比恢復系遲且分散，制種時容易花時不遇，父早母遲，造成花粉得不到有效利用；而母本盛花時，父本已衰退，無足夠的花粉提供給母本，造成不育系許多穎花錯失授粉時機而不實減產(馬錚等.現代農業科技,2005,5:35-36)。因此，培育早花時品種是從根本上解決水稻制種花時不遇問題的有效途徑。此外，水稻抽穗開花期對高溫最為敏感，高溫將導致結實率下降，產量降低。水稻開花期花時提早可避開中午高溫對花粉的傷害，能夠有效的緩解高溫導致的不實減產(Heslop-Harrison JS等.Annals of Botany,1987,59:505-515)。隨著全球氣候逐漸變暖，水稻產區夏季遭遇高溫熱害的幾率日益增加，已嚴重影響了當地水稻的安全性生產。

隨著轉基因技術的發展，利用轉基因技術將早花時基因轉育到不育系中是解決水稻三系制種花時不遇的有效方法，而研究和獲得早花時基因是利用轉基因技術的前提和關鍵。目前，對于水稻早花時性狀的遺傳控制機制還不清楚，王建軍等(雜交水稻，1991，(5))認為水稻早花時性狀受一對顯性基因控制，孫義偉等(江西農業大學學報，1993，(A01)：461-464)認為早花時性狀并非受一對主效基因控制,屬于部分顯性；Hideyuki等認為水稻早花時基因受數量基因控制，他們利用回交方法將野生稻中的早花時基因轉育到栽培稻中，并將該基因定位于第3染色體上，命名為qEMF3(Hideyuki等，Journal of ExperimentalBotany，2015，66(5)：1227-1236)。從上述可知，目前對于早花時基因的研究還不夠深入，對于早花時性狀的遺傳機制還不清楚，更談不上早花時基因的克隆和應用了。

四川農業大學水稻研究所于2013年5月在甲基磺酸乙酯(EMS)誘變的宜香1B誘變庫中篩選得到一個水稻花時提前突變體，命名為emf1(early-morning flowering 1)，該突變體開穎盛花期比野生型宜香1B提前1.5～2h。遺傳分析發現其F₂群體的正常花時植株與早花時植株的分離比例接近3：1，說明該早花時性狀由單隱性基因控制；并將該基因定位于第一染色體長臂上Osl-86.51和Osl-86.57標記之間的158kb的區間內，在此區間內共存在19個候選基因(劉娟，四川農業大學碩士論文，2016)。目前這19個候選基因還都沒有被克隆，也尚未確定是哪個候選基因控制早花時性狀。

到目前為止，尚未有控制早花時性狀的基因被克隆及應用。

發明內容：

針對目前水稻三系制種中存在的不育系與恢復系之間因花時不遇造成的制種產量低、生產成本高等問題，本發明目的在于提供一種水稻早花時相關蛋白。

本發明第二目的在于提供編碼上述相關蛋白的基因。

本發明第三目的在于提供上述基因在水稻制種上的用途。