[发明专利]水稻矮杆株系创制的方法及其用途、恢复矮杆性状的方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种生物工程技术领域中的水稻株系创制的方法，具体是一种水稻矮杆株系创制的方法及其用途、恢复矮杆性状的方法。 

背景技术

水稻是我国最主要的粮食作物之一，我国有60％以上人口以稻米为主食，是世界上最大的稻米生产国和消费国。我国水稻年播种面积3000万公顷，占世界的20％；产量1.85亿吨，占世界的近1/3，单位面积产量6.35吨/公顷。比全球平均产量3.85吨/公顷高65％。水稻在我国谷物产量中始终保持在总量的40％左右，占据了近半壁江山。 

株型建立是高等植物发育过程中的重要事件，对于植物更好地适应外界环境、充分吸收光能具有重要意义。高等植物的株型建成主要取决于株高、分支数目和分支角度等几个方面，涉及多种植物器官的发生和形态建成过程。在农业生产中，合理株型是作物丰产的基础，其中矮生性状是理想株型性状的一个重要方面。矮杆作物品种耐肥，抗倒伏，适宜密植，能够充分利用土地和光照资源。上世纪60年代，水稻、玉米、小麦等作物矮杆品种的选育和推广，引发了全球作物育种史上著名的绿色革命。 

自从1922年印度学者Parnell等首次报道了一个水稻自然矮杆突变株系后，迄今已筛选到70多个不等位的矮杆和半矮杆株系，但目前在生产中广泛应用的主要是含sd-1血缘的半矮杆株系。根据对1980-1985年间南方稻区育成的313个籼稻品种的系谱分析结果，发现含sd-1血缘的品种占总品种数的75.6％。其他矮源难以应用的原因在于所携带突变基因不仅对株高有作用，通常还对构成水稻产量的穗数、粒数和粒重3个因素中的某1个或某几个性状产生不良的多效影响。矮源的单一化造成潜在的遗传背景单一的风险，也限制了由此育成品种产量的进一步提高。因此，研究选育新型水稻矮杆株系并对其调控机理进行深入研究，是进一步发掘水稻优质矮源的必要前提和基础。 

现有的转基因工程技术是建立在对植物正常发育过程分子调控机制充分研究和认识的基础上加以应用的，因此，深入研究水稻株型建立特别是水稻矮秆的机理及调控网络并加以应用是在生产上研发新型优良株型的基础。 

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种水稻矮杆株系创制的方法及其用途、恢复矮杆性状的方法，利用DWT1基因及其蛋白参与调控水稻株型特别是控制水稻茎杆高度的特点，及其利用转基因技术控制水稻株型上的特性，通过突变该蛋白序列或抑制该蛋白的表达产生新的水稻矮杆株系，在农业生产上具有十分重要的应用。 

第一方面，本发明涉及一种水稻矮杆株系创制的方法，包括如下步骤：选择常规水稻品种，处理，培育，即得所述水稻矮杆株系，所述处理为， 

(a)采用常规基因工程方法，敲除或者改变编码如SEQ ID NO.3所示氨基酸的核苷酸序列，使所示氨基酸序列发生缺失或变异，进而使得所述氨基酸序列对应多肽的活性水平下降或丧失； 

或者(b)采用常规基因工程方法，抑制或者降低编码如SEQ ID NO.3所示氨基酸序列的核苷酸序列的表达，降低所述氨基酸序列对应多肽的表达水平。 

优选地，所述水稻品种为粳稻品种武育粳7号、龙特浦B或者9311。 

优选地，所述核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。 

优选地，所述水稻矮杆株系创制的方法包括如下步骤：采用常规基因工程方法，使常规水稻品种中如SEQ ID NO.2所示核苷酸序列突变为SEQ ID NO.4，培育，进而获得所述水稻矮杆株系，即dwt1突变体。 

优选地，所述水稻矮杆株系创制的方法包括如下步骤：构建所述基因的RNA干扰植物表达载体，转化水稻植株，进而获得所述水稻矮杆株系。 

第二方面，本发明还涉及前述方法获得的水稻矮杆株系在水稻制种中的用途，其特征是，所述用途为： 

(a)以所述水稻矮杆株系做为常规育种的矮杆材料，进行育种； 

或者(b)以所述水稻矮杆株系作为母本，进行杂交育种。 

第三方面，本发明还涉及恢复前述方法获得的水稻矮杆株系的矮杆性状的方法，将根癌农杆菌(Agrobac terium tumefaciens)EHA105(DWT-COM)CGMCC No.4819转入所述水稻矮杆株系，培育，即得；其中CGMCC No.4819含有编码如SEQ ID NO.3所示氨基酸的核苷酸；具体包括如下步骤：