[發明專利]長日照抑制基因變異在培育栽培稻中的應用

在審

• 申請號: 202010424026.4
• 申請日: 2020-05-19
• 公開（公告）號: CN113684290A
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: 鄭曉明;楊慶文;喬衛華;崔永霞;王君瑞;馮靂;劉莎;李嘉琦;宋玥;張宗瓊;程云連;張麗芳
• 申請（專利權）人: 中國農業科學院作物科學研究所
• 主分類號: C12Q1/6895
• 分類號: C12Q1/6895
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 白艷

本發明公開了長日照抑制基因變異在培育栽培稻中的應用。本發明提供了長日照抑制基因變異在檢測或輔助檢測待測栽培稻是否來源于高緯度稻作區中的應用；本發明證實栽培稻DTH8、DTH7、Ghd7、Hd1、PhyB和OsCOL4這6個基因group A中的單倍型分別都與栽培稻早花期關聯，group B中單倍型分別都與晚花期單倍型關聯。本發明證實當栽培稻4個或4個以上長日照抑制基因屬于group A中的單倍型時，則這一類栽培稻主要分布在30°N以北的稻作區，這對栽培稻的區域性育種具有理論指導意義。

技術領域

本發明屬于生物技術領域，具體涉及長日照抑制基因變異在培育栽培稻中的應用。

背景技術

培育抽穗期適中的品種是擴大水稻生產面積保證水稻穩產的關鍵因素(Itoh,etal.2018)。栽培稻的祖先種(Oryza rufipogon Griff.)主要生長在熱帶和亞熱帶低緯度地區，是短日照敏感植物，在短日照條件下開花。經過自然選擇和人工馴化，栽培稻在長日照條件下也可以開花，其地理分布范圍逐漸擴張北達45°N，南抵23°S(Monfreda,et al.2008；Huang,et al.2012)，成為在長短日均能生長的作物。在整個擴張過程中，培育抽穗期適宜的栽培稻品種至關重要，所以解析栽培稻抽穗期多樣性的遺傳機制對于解析栽培稻的馴化歷史，培育廣適品種至關重要。

先前的研究已經表明光周期的敏性是影響栽培稻抽穗期長短的重要因素(Shang,et al.2012)。到目前為止，水稻光周期基因調控網絡內的很多基因已經被克隆(Gao,etal.2014)。其中，Heading date 3a(Hd3a)和RICE FLOWERING-LOCUS T 1(RFT1)是抽穗期光周期基因調控網絡中的兩個成花素基因，形成信號完成從營養生長向生殖生長的轉變(Kojima,et al.2002；Komiya,et al.2008)。Heading date 1(Hd1)和Early heading date1(Ehd1)是光周期信號通路中兩個樞紐基因，它們通過在不同的日照長度下接收來自上游基因的多個調控信號來調控成花素基因Hd3a和RFT1的表達水平，進而影響水稻的抽穗期(Masahiro Yano 2000；Yano,et al.2000；Wei,et al.2016)。Hd1影響水稻對光周期的敏感性，它在長日照的條件下抑制水稻開花，但是短日照的條件下促進水稻開花(Yano,etal.2000)。獨立于Hd1的光周期信號通路中的另一個基因Ehd1在長日照和短日照的條件下都促進水稻開花(Wei,et al.2016)。其中在短日照的條件下，Ehd1受其上游調控因子OsGIGANTEA(OsGI)，Early heading date 2(Ehd2)和MADS BOX GENE 51(OsMAD51)等多個基因的調控，促進水稻開花(Matsubara,et al.2008；Ryu,et al.2009)。然而在長日照條件下，以Ehd1為樞紐的基因調控，其中MADS BOX GENE50(OsMAD50)，Early heading date 2(Ehd2)，Early heading date 3(Ehd3)和Early heading date 4(Ehd4)通過直接或者間接促進Ehd1的表達來達到促進水稻開花的目的。HEADING DATE 6(Hd6)、Heading date(QTL)-5(t)(DTH8)、(Heading date 2)DTH7、CONSTANS-like gene 4(OsCOL4)、HEADING DATE 7(Ghd7)，PHYTOCHROME B(PhyB)和PHOTOSENSITIVITY 5(Se5)通過直接或者間接下調Ehd1的表達抑制水稻開花(Dehesh K 1991；Takahashi,et al.2001；Xue,et al.2008；Lee,etal.2010；Wei,et al.2010；Hyuk,et al.2013；Du,et al.2017)。綜上所述，栽培稻光周期基因調控網絡可以分為短日照促進途徑、長日照促進途徑和長日照抑制途徑。

發明內容

本發明的一個目的是提供檢測DTH8、DTH7、Ghd7、Hd1、PhyB和OsCOL4基因單倍型類型的物質的用途。