[发明专利]一种控制水稻籽粒粒宽和粒重基因OsAGSW1的克隆及应用

说明书

技术领域

本发明涉及植物基因工程领域。具体涉及一种控制水稻籽粒粒宽和粒重的基因OsAGSW1的克隆及应用高。

背景技术

水稻产量受三大因素影响，包括单位面积有效穗数、每穗粒数和千粒重，而千粒重与水稻籽粒的粒型呈显著正相关（Murata Y. Nogyo Gijutsu，1965，20：451-456；Evans LT. Rice Res. Inst，1972，499-511）水稻粒形是与水稻产量性状直接相关，与品质性状存在着密切关系的数量性状，其评价指标主要是粒长、粒宽、粒厚、长宽比和长厚比（高志强，遗传，2011，33（4）：314-321）。稻谷籽粒性状不仅是影响水稻产量的重要指标之一，也是影响稻米的外观品质、商品品质、和加工品质的重要因素。在美国、法国及欧洲的消费者喜欢细长粒形的稻米；在亚洲，印度喜欢长粒米，东南亚则喜爱中等或偏长粒形的米粒，而在温带地区却是短粒米较受欢迎（Gravois KA. Crop Science，1993，33:83-86）。在我国的国家优质稻谷标准中还对稻米粒长与粒宽的比值作了具体规定，认为优质的籼稻品种的稻米长宽比不低于2.8。因此，阐明谷粒大小的分子机理有利于同时改良水稻的产量和品质。

    此外，谷粒大小在作物的进化研究中具有重要意义。一般认为野生亲缘种具有小而圆的谷粒粒形以适应自然选择，经过人类的长期驯化和选择，谷粒粒形已经发生了明显的改变。因此揭示谷粒大小的遗传基础可以为作物的分子育种提供理论基础。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新的可用于控制水稻籽粒粒宽粒重的基因OsAGSW1及其应用。

本发明上述目的通过以下技术方案予以实现：

在本发明的第一方面，提供一种分离的水稻粒宽粒重OsAGSW1蛋白，该蛋白选自下组：

（a） 具有 SEQ ID NO:2 氨基酸序列的多肽；或

（b）将SEQ ID NO:2 氨基酸序列经过一个或多个氨基酸残基的取代、缺失或添加而形成的，且具有控制作物粒宽或粒重共的由（a）衍生的多肽。

在本发明的另一优选例中，所述的蛋白来源于水稻。

本发明的第二方面，提供一种分离的多核苷酸，该多核苷酸选自下组：

(i)编码所述的水稻大粒蛋白的多核苷酸；或

(ii)与（i）中的多核苷酸互补的多核苷酸。

本发明的另一优选例中，该多核苷酸编码具有SEQ ID NO:2所示氨基酸序列的多肽。

在本发明的另一优选例中，该多核苷酸选自SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列。

在本发明的另一优选例中，该多核苷酸选自SEQ ID NO:1中693-1189位所示的核苷酸序列，如SEQ ID NO:3 或其互补序列SEQ ID NO:4。

本发明的第三方面，提供一种载体，它含有所述的多核苷酸。

本发明的第四方面，提供一种遗传工程化的宿主细胞，它含有所述的载体；或它的基因组中整合有所述的多核苷酸。

在本发明的第五方面，提供所述的水稻大粒蛋白或其编码基因的用途，用于：控制作物籽粒的粒宽或粒重（更优选的，为增加作物籽粒的粒宽或粒重，从而增加作物产量）；条件细胞过程；或作为鉴定作物大粒品种和小粒品种的分子标记。

在本发明的另一优选例中，所述的细胞过程包括但不限于：细胞分裂、信号转导、细胞伸长。

在本发明的第六方面，提供一种改良作物（更优选的，为增加作物籽粒的粒宽或粒重）的方法，该方法包括：（A）降低所述作物中水稻大粒基因的表达；或（B）将功能降低或功能缺失的水稻大粒基因或蛋白导入作物中。

在本发明的另一优选例中，将功能降低或功能缺失的水稻大粒基因或蛋白导入小粒品种的作物中，从而可促进作物籽粒变大。更优选的，将功能缺失的水稻大粒基因或蛋白导入作物中。

在本发明的另一优选例中，用分子标记选择技术将从大粒品种的作物中获得的OsAGSW1基因片段导入小粒品种的作物中。

在本方面的第七方面，提供一种制备转基因植物的方法，所述的方法包括步骤：将所述的多核苷酸导入植物细胞中，培养所述的植物细胞，再生产植物。

在本发明的另一优选例中，所述方法包括步骤：

（s1）提供携带表达载体的农杆菌，所述的表达载体含有所述的蛋白的编码基因；

（s2）将植物细胞或组织或器官与步骤（s1）中的农杆菌接触，从而使所述蛋白的编码基因转入植物细胞，并且整合到植物细胞的染色体上；