[发明专利]基因OsBBX22b在降低水稻株高方面的应用

说明书

技术领域

本发明涉及植物基因工程技术领域，具体涉及基因OsBBX22b在降低水稻株高方面的应用。

背景技术

水稻是世界上主要粮食作物之一，水稻产量由多个性状决定，其中水稻植株高度（简称株高）是一个重要的农艺性状。水稻株高是指水稻植株茎基部到穗尖（不包括芒长）的高度。传统的高秆水稻品种抗倒伏性较差，在自然界逆境条件下（如风和雨）容易倒伏并造成不同程度的产量损失。因此株高性状虽然不直接构成水稻的产量，却是水稻高产稳产的基本前提（许学等，原子核物理评论，2008，25:171-175；魏灵珠等，生物工程学报，2012，28:144-153）。20世纪60年代，由于水稻Sd1和小麦Rht等矮杆基因在育种中的广泛应用，引发了第一次“绿色革命”（Khush，Genome，1999，42:646-655）。

近年来，越来越多的遗传学证据表明，许多植物的株高与赤霉素（Gibberellin，GA）途径密切相关。此外，其他植物激素包括油菜素内酯（Brassinosteriod，BR）和生长素（Indole-3-acetic acid，IAA）以及开花相关转录因子、细胞壁形成基因也会影响植物的株高。

GA是调控植物株高的重要激素（Kazan and Manners，J Exp Bot,2011,62:4087-4100）。活性GAs生物合成过程中有6个编码关键酶的基因，包括CPS(ENT-COPALYLDIPHOSPHATE SYNTHASE)、KS(ENT-KAURENE SYNTHASE)、KO(ENT-KAURENE OXIDASE)、KAO(ENT-KAURENE ACID OXIDASE)、GA3ox(GA3-OXIDASES)和GA20ox(GA20-OXIDASES)（Yamaguchi，Annu Rev Plant Biol,2008,59:225-251）。在拟南芥中GAs生物合成途径上的相关基因缺失突变均能够导致植株严重矮化或者半矮化表型（Sakamoto et al.,Plant Physiol,2004,134:1642-1653）。在水稻中发现的3个GA缺陷型半矮化突变体d35、sd1（semidwarf1）和d18分别是由OsKO2、OsGA20ox2和OsGA3ox2位点变异引起的（Itoh et al.,Plant Cell,2002,14:57-70;Sasaki et al.,Nature,2002,416:701-702;Itoh et al.,Plant Mol Biol,2004,533-547）。水稻EUI（ELONGATED UPPERMOST INTERNODE 1）基因编码细胞色素P450单加氧酶，该基因产物能够导致GA失活。过量表达EUI的转基因水稻株高显著降低（Zhu et al.,Plant Cell,2006,18:442-456）。此外，GA信号途径也可以影响株高。GID1（GA-INSENSITIVE DWARF1）基因编码GA受体蛋白，该基因功能缺失突变体水稻gid1植株显著矮化（Ueguchi-Tanaka et al.,Nature,2005,437:693-698）。DELLA蛋白是GA信号传导途径的负调控因子，在水稻中编码DELLA蛋白的两个基因是SLR1（SLENDER RICE-1）和SLRL1（SLR1-LIKE 1）。SLR1和SLRL1基因过表达水稻的株高显著降低（Itoh et al.,Plant Cell,2002,14:57-70）。近来，Kovi等人（Theor Appl Genet,2011,123:705-714）定位到一个调节水稻株高的基因，该基因编码几丁质诱导的赤霉素应答蛋白。