[发明专利]调控水稻分蘖的一个DHHC型锌指蛋白基因及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种调控水稻分蘖的一个DHHC型锌指蛋白基因，同时，本发明还涉及所述基因的应用，属于植物基因工程领域。

背景技术

20世纪50年代后期，矮秆基因sd-1的发现和应用引发了作物生产的“绿色革命””，实现了水稻单产的第一次飞跃。70年代中期，  我国发现水稻野败型不育系并成功选育了三系配套的杂交水稻。使得我国的水稻单产水平实现了第二次飞跃。以理想株型塑造与杂种优势利用相结合的新株型水稻品种选育是进一步提高水稻单产的重要方法和有效途径(程式华等，中国水稻科学，19：280-284，2005)。水稻株型是发挥水稻高产性状基因的载体，而分蘖是创新水稻株型研究的关键因素之一。分蘖数目和分蘖角度是水稻分蘖的两个主要研究内容。水稻分蘖调控基因的分离和鉴定对于水稻分蘖调控分子机制的解析以及水稻理想株型塑造育种等具有重要的理论意义和应用价值。

水稻分蘖的形成过程可分为两个主要步骤，即分蘖芽的形成和分蘖芽的伸长。目前，在水稻中已经发现了许多与分蘖形成过程相关的基因，其中与分蘖芽的形成相关的基因有MOC1，LAX和SPA等；与分蘖芽的伸长相关的基因有D3，D10，THD1，OsTB1，OsNAC2等(Wang Y，Li J，Annu Rev Plant Biol，59：253-279，2008)。Li等(The Plant Journal，58：592-605，2009)通过研究小粒多分蘖突变体sp1分离出了SP1基因，发现该基因编码一个肽转运蛋白，主要调节稻穗的分枝和粒径的大小。近年研究发现，独脚金内酯是MAX途径产生的一种控制植物分枝的新的激素，是腋芽生长调控途径中位于生长素下游的负调节因子(Gomez-Roldan，et al.Nature，455：189-194，2008)。Lin等(The Plant Cell，21：1512-1525，2009)通过研究矮化多分蘖突变体d27分离出了D27基因，发现该基因编码一个Fe离子蛋白，参与独脚金内酯(strigolactones)的生物合成，从而调控水稻的分蘖。最近，Jiao等(NatureGenetics，42：541-545，2010)分离鉴定了一个理想株型IPA1，发现该基因编码OsSPL14蛋白，当对OsSPL14基因定点突变后，转化株系分蘖数减少，表现出明显的理想株型。

水稻分蘖角度是指植株主茎与分蘖之间的夹角，它是决定水稻株型的另一重要因素之一。外界环境是影响水稻分蘖角度大小的重要因素，尤其光照条件对水稻分蘖角度的形成影响较大。迄今为止，许多与分蘖角度相关的突变体被分离鉴定出来，如分蘖平卧生长的突变体la，分蘖直立生长的突变体er，株型分散矮化突变体d20等(Wang Y，Li J，Annu RevPlantBiol，59：253-279，2008)。李培金等(科学通报，48：2271-22741，2003)通过图位克隆分离了LAZY1基因，并发现该基因对植物生长激素的极性运输具有负调控作用。Yu等(The Plant Journal，52：891-898，2007)分离出一个控制水稻分蘖角度的新基因TAC1，发现TAC1 mRNA水平决定着分蘖角度的大小。Tan等(Nature Genetics，40：1360-13641，2008)克隆了控制野生稻匍匐生长习性的C2H2型锌指蛋白基因PROG1，  发现该基因主要在腋芽分裂组织表达。