[發明專利]一種水稻種子耐貯藏性基因OsGH3-2及其分子標記的應用

有效

• 申請號: 201910554967.7
• 申請日: 2019-06-25
• 公開（公告）號: CN110184281B
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 余四斌;袁志陽;凡凱;田莉;熊銀
• 申請（專利權）人: 華中農業大學
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C07K14/415;C12N15/82;A01H5/10;A01H6/46;C12Q1/6895;C12N15/11
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 陳征

本發明提供了一種水稻種子耐貯藏性基因OsGH3?2及其分子標記的應用，本發明圖位克隆了水稻種子耐貯藏性基因OsGH3?2，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，其編碼蛋白質的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。本發明通過遺傳轉化驗證了該基因在提高水稻種子耐貯藏能力中的功能：利用RNAi技術誘導OsGH3?2基因功能喪失以及RNAi降低OsGH3?2基因表達量，證實了該基因可以顯著地增強水稻種子的耐貯藏性。本發明還提供了與OsGH3?2基因緊密連鎖的分子標記，利用該分子標記可以檢測OsGH3?2單倍型與基因選擇，實現其在培育種子耐貯藏性強的水稻品種中的應用。

技術領域

本發明屬于作物分子生物學領域，具體地說，涉及一種水稻種子耐貯藏性基因OsGH3-2及其分子標記的應用。

背景技術

種子是植物遺傳物質載體，還是農業生產基本的物質資料和主要產出形式。作物種子收獲后受貯藏環境誘導不可避免地發生老化，導致生活力下降,進而影響其種用價值與作物產量(Yamauchi and Winn 1996)。由于農作物季節茬口安排、種子供應的市場性行為以及穩定農業生產的政策需要，常年都需要一定數量種子儲備或庫存。我國主要農作物如水稻、玉米、小麥等近年平均種子庫存量接近12億公斤，貯藏期間生活力下降不僅導致巨大的商業損失，更增加糧食生產風險(高利偉等2016,國家統計局2017)。種子耐貯藏性是指種子長期貯藏后保持種子活力的能力。種子耐貯藏性強的品種，經過一段時間貯藏后仍具有較高的生活力與播種價值，延長商品用種供應時效性。因此，種子耐貯藏性是重要的農藝性狀和商品特性，直接關系到種子生產利用效果。種子受貯藏環境誘導代謝增強，活性氧過度累積誘導生物大分子損傷，如脂膜過氧化、蛋白羰基化以及核酸鏈斷裂，導致種子劣變(Parkhey et al 2012)。以抑制活性氧產生或增強清除能力為基礎的植物自身保護機制以及氧化損傷修復系統是調控種子耐貯藏性的關鍵。水稻是重要的糧食作物，其產區濕熱環境容易誘導種子劣變，導致其種子壽命也更短，一般只有1-2年。因此，提高水稻種子耐貯藏性能夠延長種用時間，提高種子質量，保留糧食原有加工和營養品質，對保障糧食供應安全具有重大的社會效益和經濟價值(胡晉2014)。

種子耐貯藏性是受多基因控制的復雜數量性狀(Bentsink et al 2006)。水稻種子耐貯藏性存在廣泛變異，一般野生稻強于秈稻，秈稻強于粳稻(曾大力等2002,吳方喜等2010)。目前，研究者利用多個水稻遺傳群體檢測到超過50個種子耐貯藏性相關QTLs(Miuraet al 2002,Zeng et al 2006,Li et al 2012,Hang et al 2014,Dong et al2017,Jinet al 2018,Liu et al 2018)。然而，水稻種子耐貯藏性基因挖掘工作進展緩慢，目前尚未利用等位基因自然變異克隆水稻種子耐貯藏性基因的報道(Kretzschmar et al 2015)。因此，利用正向遺傳學挖掘種子耐貯藏性基因是降低種子貯藏成本，提高種子質量最為經濟有效的手段。

發明內容

本發明目的是提供一種水稻種子耐貯藏基因OsGH3-2及其分子標記與應用。

本發明圖位克隆了水稻種子耐貯藏基因OsGH3-2，通過遺傳轉化證實了該基因負調控種子耐貯藏性。通過等位基因功能與單倍型功能分析，證實了該基因啟動子變異-446位點SNP導致基因功能變異，進而本發明也開發了一個分子標記用于檢測該位點基因型。

本發明提供的水稻種子耐貯藏性基因OsGH3-2的核苷酸序列如SEQ ID No.1所示，或SEQ ID No.1所示核苷酸序列經取代、缺失和/或增加一個或幾個核苷酸編碼相同功能蛋白的基因。

本發明還提供了水稻種子耐貯藏性基因OsGH3-2編碼的蛋白，其具有：

1)如SEQ ID No.2所示的氨基酸序列；或

2)SEQ ID No.2所示的氨基酸序列經取代、缺失和/或增加一個或多個氨基酸且具有同等活性的由2)衍生的蛋白質。