[发明专利]水稻叶色控制基因OscpSRP54及其编码的蛋白质

说明书

技术领域

本发明属于植物基因工程领域，具体涉及一种利用图位克隆技术克隆的水稻OscpSRP54基因，可利用该基因调控水稻叶绿体发育，提高光合作用效率，增加水稻产量。本发明的叶色控制基因还可作为基因转化植株后代的追踪标记和杂交制种过程中真杂种的指示标记。

背景技术

水稻是世界上和我国重要的粮食作物，全球有35亿人，我国有60%以上的人口以稻米为主食。为确保粮食安全，我国于1996年启动了超级稻发展计划。叶片光合作用效率是决定水稻产量的重要因子，而光合作用的高效依赖于叶绿素的合成和叶绿体的正常发育，叶绿体不但是植物光合作用而且也是许多重要化合物代谢的场所，因此对叶绿体的发育过程的研究具有重要意义。

高等植物叶绿体基因组编码大约100个蛋白质，而水稻叶绿体中含有近4800个蛋白、酶和多肽。因此，绝大多数的叶绿体蛋白是由核基因编码的，在细胞质中翻译后运输到叶绿体中。叶色突变体是指叶片发育过程中叶色表型明显异于正常野生型叶色的一类突变体，这类突变体往往表现为叶绿素含量降低，叶绿体发育迟缓或败育。对这些突变基因的克隆和功能研究对认识水稻叶绿体发育，培育高光效的水稻材料具有重要的研究意义。

水稻叶色变异作为形态标记具有易于鉴别、不受环境因素影响等特点，对产量等农艺性状影响不大的叶色变异在水稻生产中具有重要的应用价值。叶色标记作为提高杂交水稻种子纯度的有效途径之一，已被育种家在育种实践中应用。

目前只有少数的水稻叶色突变体基因被鉴定，仍有大量的叶色基因有待鉴定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新的水稻叶色基因，具有水稻叶色控制的功能，可利用该基因调控水稻叶绿体发育，提高光合作用效率，增加水稻产量。

本发明的第一方面，提供一种分离的水稻cpSRP54蛋白。

一种水稻叶色控制基因OscpSRP54编码的蛋白质，所述蛋白质的氨基酸序列与SEQ ID No.2所示的氨基酸序列具有至少90%的同源性，所述蛋白质具有水稻叶色控制的功能。

进一步地，所述的蛋白质氨基酸序列为SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列中添加、取代、插入或缺失一个或多个氨基酸而生成的具有相同功能的氨基酸序列或衍生物。

优选地，所述蛋白质的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。

在本发明的第二方面，提供一种分离的编码上述蛋白质的多核苷酸。

所述基因的核苷酸序列与SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列具有至少90%的同源性。

所述基因的核苷酸序列包括在SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列中添加、取代、插入或缺失一个或多个核苷酸而生成的突变体、等位基因或衍生物的核苷酸序列。

优选地，所述基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

本发明还提供了含有上述基因序列的质粒或植物表达载体或宿主细胞。

所述植物表达载体为PcpSRP54。

所述宿主细胞为大肠杆菌细胞、农杆菌细胞或植物细胞。宿主细胞含有上述载体，或基因组中整合有所述的多核苷酸。

在本发明的第五方面，提供一种使水稻叶色变淡的方法，该方法包括包括通过RNAi、Anti-senseRNA、基因敲除或基因失活的方法降低具有SEQ ID NO：2所示氨基酸序列的多肽的表达或活性。

本发明通过图位克隆技术从水稻淡绿叶突变体HM14中克隆控制水稻叶色的基因OscpSRP54, 功能互补实验证明OscpSRP54是控制水稻叶色的基因。叶绿体透射电镜观察证明本发明克隆的基因具有调控叶绿体发育，进而控制叶色的功能。可利用该基因调控水稻叶绿体发育，提高光合作用效率，增加水稻产量。本发明的叶色控制基因还可作为基因转化植株后代的追踪标记和杂交制种过程中真杂种的指示标记，应用于良种繁育和杂交育种。

附图说明

图1为水稻叶色突变体表型；其中，1：野生型IR64；2：突变体HM14。

图2为OscpSRP54基因在水稻第11染色体上的精细定位。 

图3为表达载体PcpSRP54图谱。

图4为功能互补实验T0代转基因水稻的表型示意图；其中，1：IR64；2：HM14；3：HM14-OscpSRP54。

图5为转基因植株的RT-PCR验证电泳图；其中，M：Marker；1：IR64；2：HM14；3-7：转基因植株。

图6为OscpSRP4基因的表达电泳图；其中，M：Marker；1：叶；2：叶鞘；3：茎；4：根；5：幼穗。

具体实施方式