[發明專利]一種無功能的OsC1基因及其應用

有效

• 申請號: 201810368609.2
• 申請日: 2018-04-23
• 公開（公告）號: CN108546704B
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 陳浩;鄭婕;吳昊;周再會;林擁軍
• 申請（專利權）人: 華中農業大學
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C12Q1/6895;A01H1/02;A01H5/00;A01H6/46
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉奇

本發明涉及植物育種領域，具體涉及一種無功能的OsC1基因及其應用。本發明所述無功能的OsC1基因的基因型為Hap 2，在OsC1基因的第791?800bp位置發生10bp缺失。本發明還提供了上述無功能OsC1基因在去除葉片花青素中的應用，利用分子標記技術結合常規育種流程，將無功能的OsC1基因導入葉片中含花青素的黑米品種中，可以特異性去除葉片中花青素的積累，但不影響黑米種子中花青素的含量。

技術領域

本發明涉及植物育種領域，具體涉及一種無功能的OsC1基因及其應用。

技術背景

水稻作為人類最重要的糧食作物之一，是全球約一半人口的主糧。我國是水稻種植最早的國家之一，水稻常年種植面積在3000萬多公頃。花青素是一種具有生物活性的水溶性多酚類化合物，富含花青素的水果、蔬菜和谷類等能夠預防一些慢性非傳染性疾病，如癌癥、心血管病、肥胖癥等(Tsuda,2012；Valenti,et al.,2013)。黑米是一類非常稀有的水稻資源，黑米品種的種子由于種皮中富含花青素而呈現黑色或紫色。中國傳統醫學認為黑米具有補腎補血等保健功效，長期食用可以延年益壽。可以預期，隨著社會的發展人類對生活品質的追求越來越高，富含花青素的黑米品種具有較大的市場前景。

已有的研究表明黑米的形成機制可能來源于一個花青素合成調控基因OsB2的“獲得性”突變。突變的OsB2基因激活了水稻種子中花青素的合成途徑，導致了黑米的誕生(Oikawa et al.,2015)。然而，水稻種子中花青素的合成途徑被激活的同時，其他營養組織比如葉片中花青素的合成也可能被激活。因此，大多數的黑米品種的葉片中也含有花青素，而大多數普通水稻品種的葉片中不含有花青素。葉片中積累花青素不是育種家期望的農藝性狀。一些研究表明，植物組織中積累花青素會影響其光合效率從而影響作物產量。通常黑米品種的產量顯著低于普通的白米品種。因此，既去除黑米品種葉片中的花青素，又不影響種子中花青素的積累水平是提高黑米產量的可行策略。

由于花青素的合成途徑具有保守型，在不了解花青素和合成的組織特異性調控機制的前提下，育種家難以保證去掉葉片花青素的同時不降低種子中花青素的含量。水稻中花青素合成調控的機理研究相對有限，組織特異性調控的細節并不清楚。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中存在的問題，提供一種無功能的OsC1基因及其在去除葉片花青素中的應用，可以在改善黑米品種光合效率的同時，不影響黑米的營養價值。

本發明提供了一種無功能的OsC1基因，所述OsC1基因的基因型為Hap2，在OsC1基因的第791-800bp位置發生10bp缺失。

本發明提供了上述無功能的OsC1基因在去除葉片花青素中的應用。

本發明還提供了一種組織特異性去除黑米品種葉片花青素的方法，包括如下步驟：

(1)從已知水稻品種中篩選得到OsC1基因無功能的水稻品種；

(2)將葉片中含有花青素的黑米品種與步驟(1)所述OsC1基因無功能的水稻品種雜交育種；

(3)從步驟(2)所述雜交育種的后代中篩選得到組織特異性去除葉片花青素的黑米品種；

步驟(1)所述OsC1基因的基因型為Hap 2。

優選的，步驟(3)所述篩選包括：用特異性引物Pc1-F和Pc1-R對黑米材料的總DNA進行PCR擴增，擴增產物大小為67bp的黑米品種，即為組織特異性去除葉片花青素的黑米品種；

特異性引物Pc1-F和Pc1-R的堿基序列5’-3’如下:

Pc1-F：CTCATTGCAGGCAGGCTG；

Pc1-R：ATCTTGCGGCTGAGCGT。