[发明专利]microRNA396d或其编码基因在调控水稻株高中的应用

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株高中的应用。

背景技术

在过去的几十年里，全球人口迅速增长，全球粮食危机日益严重。由于半矮秆基因(sd-1)引入水稻而促进世界范围内水稻产量的大幅度提高，对于解决日益增加的粮食危机具有重要的作用。这项矮化育种的成就举世瞩目，被誉为绿色革命。茎是支撑植物直立生长，及稳定性的重要单位。合适的株高是对于决定植株的生长，特别是对于禾本科作物的结实具有重要的作用。因此，研究植株生长机理，对合理有效地利用这些资源，改良品种无疑具有重要的意义。近年来，对水稻矮化相关基因的遗传学、矮化突变体的激素调控以及矮化相关基因的克隆和利用等方面开展了广泛而深入的研究，尤其在利用基因工程手段控制水稻株高方面取得了很大进步。

水稻植株矮化一般认为是矮秆基因的作用导致水稻植株形态学或细胞学的变化，如节间变短和细胞个数减少等；同时，基因的表达还受到外部环境和内源条件的影响。而植物激素几乎参与水稻生长发育的整个过程，它们既可以独立地发挥生理作用，也可以通过与其他激素或基因的相互作用来精确地调节植物的发育。目前通过对拟南芥和其他植物矮秆突变体的研究表明，赤霉素(Gibberellin,GA)和油菜素类固醇(Brassinosteroid,BR)是决定植株高度的两个重要的激素，少数植物矮化突变与生长素(Auxin,IAA)有关。水稻矮化突变体dwarf1(d1)是GA钝感型突变体，表现为矮化、叶宽且呈墨绿色、花序紧密。研究表明，水稻dwarf1基因编码的是GTP结合蛋白，该蛋白在植物的生长发育中发挥着重要作用。水稻slr1突变体是由于SLR1基因失去功能的突变而导致的突变体，SLR1基因编码的产物是GA信号传导的抑制剂，与拟南芥的GA1和RGA、小麦的Rht、玉米的d8及大麦的SLN1基因编码的产物类似，都是调控株高的一类蛋白。SLR1蛋白定位于细胞核，在细胞核中发挥作用，来调控GA信号传导，GA上游信号能促进SLR1蛋白的快速降解，从而使GA信号能传导到下游。brd1的矮化突变体表现为典型的BR缺乏症状：茎秆严重矮化，株高只有10-30cm；叶片弯曲僵硬，呈畸形；根冠、穗形和谷粒等偏小。在外施BR复合物后能恢复部分生长性状，是BR缺失型突变体。Mori等发现，在黑暗中，brd1表现出结构型光形态建成的特性，及暗中去黄化。内源BR含量分析发现，BR合成途径中的BR-6-氧化酶减少，进一步分析发现，水稻中BR-6-氧化酶基因os-BR6ox缺失了0.2kb片段。

通过基因工程手段调控农作物生长，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密切相关的基因。如拟南芥中的GA1、RGA，玉米中的d8，小麦的Rht，大麦中的SLN1，水稻中的Dwarf1等，利用这些基因控制GA或者BR的生物合成或者信号传导从而获得适合的株高，将是未来生产的重要(Akira Ikeda,2001)。

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株高中的应用；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。