[發明專利]一個水稻葉綠體發育的相關基因及分子標記和應用

有效

• 申請號: 202110610998.7
• 申請日: 2021-06-01
• 公開（公告）號: CN113234733B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 張小明;張萍;柳夢林;葉勝海;翟榮榮;朱國富;葉靖;巫明明
• 申請（專利權）人: 浙江省農業科學院
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C12N15/11;C12Q1/6895
• 代理公司: 成都知棋知識產權代理事務所(普通合伙) 51325
• 代理人: 馬超前

本發明公開了一個水稻葉綠體發育的相關基因及分子標記和應用，該相關基因YL22的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，在核苷酸序列SEQ ID NO.1的基礎上將第五外顯子上的第222位堿基G替換成堿基A，突變后的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示，YL22基因的變化會導致水稻出現黃葉表型。鑒定基因YL22的分子標記的核苷酸序列如SEQ ID NO.3和SEQ ID NO.4所示。鑒定黃葉表型的分子標記的核苷酸序列如SEQ ID NO.5和SEQ ID NO.6所示。本發明使水稻葉色種質資源進一步得到豐富，可作為葉色標記應用在水稻新品種選育中，同時對葉綠體發育調控機制的研究具有重要的意義。

技術領域

本發明涉及一個水稻葉綠體發育相關基因，具體涉及一個水稻葉綠體發育的相關基因YL22及分子標記和應用。

背景技術

光合作用是地球上最重要的化學反應，綠色植物利用二氧化碳和水，將光能通過一系列生化反應轉變為化學能并釋放出氧氣，作物干物質產量的90%以上來源于光合作用，光合作用的效率與葉綠體結構完整性以及葉綠體發育高低等有著密切的關系。因此，水稻葉色突變體是探索植物光合作用以及葉綠體發育等生理過程的理想材料。

葉綠體發育是一個復雜的過程，由核基因和葉綠體基因共同調控。CRM結構域是一個大約含100個氨基酸的RNA結合域，影響Ⅰ組內含子和Ⅱ組內含子的剪接。水稻中有14種蛋白質含有一個或多個CRM結構域，其中，CSR2分別與CAF1和CAF2結合形成蛋白復合物CRS2-CAF1和CRS2-CAF2，這對第II組內含子的剪接非常重要。AL2是水稻功能性CRS1，除了參與Ⅱ類內含子的剪接外，還可能參與葉綠體Ⅰ組內含子的剪接。此外，OsCFM2屬于水稻中的CRS1亞家族，影響I組和II組內含子的剪接，OsCFM3參與II組內含子的剪接。CRM結構域在植物中除了用于Ⅰ、Ⅱ組內含子剪接，還可能保留了核糖體的組裝功能，影響葉綠體中rRNA的加工。因此，CRM結構域蛋白在葉綠體的發生發育中起著重要作用。

發明內容

本發明的目的是提供一個水稻葉綠體發育的相關基因YL22及分子標記和應用，YL22基因的變化會導致水稻出現黃葉表型，使水稻葉色種質資源進一步得到豐富，可作為葉色標記應用在水稻新品種選育中，同時對葉綠體發育調控機制的研究具有重要意義。

為了達到上述目的，本發明提供了一個水稻葉綠體發育的相關基因YL22，該基因YL22的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

優選地，該基因YL22的突變，在核苷酸序列SEQ ID NO.1的基礎上將第五個外顯子上的第222位（即SEQ ID NO.1序列中的第2824位）堿基G替換成堿基A，突變后的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。

本發明的另一目的是提供一個黃葉表型水稻的葉綠體發育的相關基因，該基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。

優選地，所述黃葉表型水稻的葉綠體發育的相關基因使葉綠體RNA剪接效率的降低。

優選地，所述黃葉表型水稻的葉綠體發育的相關基因使葉綠體類囊體結構異常。

本發明的另一目的是提供一種含有所述的黃葉表型水稻的葉綠體發育的相關基因的植株重組載體。

本發明的另一目的是提供一種用于定位所述的水稻葉綠體發育的相關基因YL22的分子標記，所述分子標記的上游序列的核苷酸序列如SEQ ID NO.3所示，下游序列的核苷酸序列如SEQ ID NO.4所示。