[发明专利]microRNA396d或其编码基因在调控水稻开颖中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及生物技术领域，尤其涉及一种microRNA396d或其编码基因在调控水稻开颖中的应用。

背景技术

水稻是世界上最重要的粮食作物之一，自古至今，水稻颖花发育的过程及机理一直是人们试图要揭开的奥秘，同时也是植物学领域研究的焦点之一。水稻的颖花(小花)是由外稃、内稃、1对浆片、1枚雌蕊和6枚雄蕊组成。内外稃通过相互嵌合的钩合槽把花内器官封闭起来。浆片位于颖花基部，子房与外稃之间。一般认为水稻颖花开放是由浆片吸水膨大所启动，浆片的膨大将外稃向外推开，同时将内稃向内压挤，而使外稃和内稃的钩合点松开，外稃和内稃相互分开，这时雄蕊花丝急速伸长，使花药伸出颖壳并裂开，花粉散落，进行授粉。成熟颖花通常在每天上午九点到十点之间开放，其开颖时间也受水稻的基因型及各种环境因子的影响。王忠等人较早的开始了对水稻颖花开放机理的研究，通过研究发现不育系稻穗的呼吸强度、H₂O₂酶活性和颖花的ATP含量均比保持系低。通常雌雄蕊的呼吸使颖内CO2浓度上升至5%，从而导致浆片吸水膨大推开外颖。不育系花药败育，呼吸弱，颖内CO2浓度不易提高是其开颖不整齐的主要原因。外源CO2能显著地加速不育系稻穗的颖花大量开放(王忠&高煜珠,1988)。王忠等人还精细的探讨了温度、CO2浓度、浆片的结构、水稻小穗轴的结构以及环境因素等方面对水稻颖花开放的影响。王忠等人还对水稻不育系与可育系浆片和花丝的结构进行了比较。宋平等人从雄性不育和可育水稻开颖对茉莉酸甲酯响应的差异方面进行了细致的研究。

水稻颖花发育的模式及机理，一直是植物学领域研究的焦点和热点，而水稻颖花发育相关突变体又是研究其遗传发育机理的重要材料。目前，在水稻中已克隆了近30个与颖花发育相关的基因，而绝大部分基因的克隆都是利用拟南芥、金鱼草及矮牵牛等模式植物来进行的。其中属于A类功能基因的有OsMADS14、OsMADS15和OsMADS18；B类功能基因的有OsMADS2、OsMADS4和OsMADS16；C类功能基因的有OsMADS3、OsMADS58和DROOP INGLEAF(DL)；D类功能基因的有2个：OsMADS13与OsMADS21；目前认为水稻中E类功能基因的可能有5个，OsMADS1、OsMADS5和OsMADS7、OsMADS8和OsMADS34。迄今为止，只有唯一一个OsMADS1基因被证明在水稻内外稃发育中起作用的基因，同时OsMADS1基因被认为在水稻中执行E类基因的功能。

通过基因工程手段调控农作物生长，调控水稻开颖，可以为水稻的杂交育种工作提供便利，可以使生产成本更低廉、效益更高。近年来，已经克隆了很多与株高等密切相关的基因，但是与水稻开颖相关的基因还鲜有报道。

MicroRNAs（miRNAs）是一种小的内源性非编码RNA分子，大约由21－25个核苷酸组成。这些小的miRNA通常靶向一个或者多个mRNA，通过翻译水平的抑制或断裂靶标mRNAs而调节基因的表达。从2002年开始，microRNA一直是每年医学生物学的明星分子，它们是基因表达、修饰、转录和翻译的调节者。无论是在动物模型还是植物模型上，科学家们都发现microRNA对多种生命过程具有重要的调控作用。miRNA与siRNA相似，它们是调控基因转录后调节的重要因子。siRNA的沉默基因的机制十分清晰，然而，microRNA的转录后调控机制却不十分清晰。

发明内容

本发明的一个目的是提供microRNA396d或其编码基因或表达microRNA396d的重组载体的应用。

本发明提供的microRNA396d或其编码基因或表达microRNA396d的重组载体在调控植物开颖中的应用；所述microRNA396d的核苷酸序列为序列表中的序列2或序列表中的序列3。

序列表中的序列2所示的RNA为序列3所示RNA的前体；

上述应用中，所述microRNA396d的编码基因的核苷酸序列为序列表中的序列1；

所述表达microRNA396d的重组载体为将所述microRNA396d的编码基因插入表达载体中，得到表达microRNA396d的载体。

上述表达microRNA396d的重组载体具体为所述microRNA396d的编码基因（序列1）插入pUN1301载体的KpnI和BamHI之间得到的载体。

上述序列1编码序列2所示RNA。

上述应用中，所述调控植物开颖为促进植物开颖。