[发明专利]一种水稻基因OsAP2‑6及制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于植物基因工程技术领域。更具体涉及一种水稻基因OsAP2-6，同时还涉及一种水稻基因OsAP2-6的制备方法，还涉及一种水稻基因OsAP2-6的用途。

背景技术

水稻是世界上最重要的粮食作物之一，经历了矮化育种和杂种优势利用这两个阶段后，水稻单产在有了很大的飞跃，长期的高产目标使得对稻米品质的重视不够，近年来，在保持高产的基础上进一步提升水稻品质成为主要目标。

水稻品质主要分为加工品质、外观品质、蒸煮食味品质以及营养品质，其中外观品质中的粒型尤为重要，粒型一般用粒长、粒宽、长宽比以及谷粒面积来表示，粒型对外观品质和产量的影响很大，因此，科学家们对水稻粒型的遗传研究较为深入，目前已经克隆了包括GS3、GW5/qSW5、GS5、GW8和qGL3.1等主效基因（Fan et al.,2006；Song et al.,2007；Ayahiko et al.,2008；Weng et al.,2008；Li et al.,2011；Wang et al.,2012；Zhang et al.,2012）。其中除了GS5正调控粒型外，其余几个基因均负调控粒型，而且GW2、qSW5/GW5和GW8对粒型和产量的效应相反，即增加产量会降低品质，因此发掘新的粒型基因对改良稻米外观品质尤为重要。

在高产目标的驱动下，化肥的大量使用不仅使水稻对土壤肥料的利用效率下降，增加生产成本，而且会造成土壤板结、环境污染，因此，培育新品种、改良水稻的根系以增强水稻对土壤营养物质的吸收利用，成为低投入、高产出、保护环境的主要手段。水稻根系属于须根系，由种根、冠根和侧根组成，其中冠根是水稻固着、吸收养分和水分的主要器官，是决定水稻产量的重要因子。因此，增加根系的冠根数目是改良水稻对土壤营养物质吸收利用的一种方法。

目前，水稻冠根发生发育的相关基因和机制并不清楚。通过筛选水稻突变体鉴定到几个影响冠根发育的基因。Crown rootless1(crl1)基因由于一个碱基的替换导致其编码的蛋白的改变，影响生长素的信号转导，使得冠根原基不能发生，从而抑制的冠根的发生（Inukai et al.,2005）；WOX11参与了生长素和细胞分裂素的信号转导过程，它的T-DNA插入突变体表现为冠根发生受到抑制（Zhao et al.,2009）,CROWN ROOTLESS5（CRl5）同样也参与生长素和细胞分裂素的信号转导，突变体crl5由于该基因突变导致编码氨基酸提前终止、功能丧失，冠根不能发生（Kitomi et al.,2011）。这些突变体都是功能缺失型，基因突变导致功能丧失，严重抑制冠根发生；还未发现冠根数目增加的突变体。目前通过筛选突变体可能很难获得理想根系的材料。应用基因工程的手段可以调控水稻体内目标基因的表达，调控植物地下冠根的形成和发育，但水稻冠根发生发育的相关目标基因较少。

本发明的目的是克隆一个影响水稻根系和粒型的基因OsAP2-6，利用该基因的编码序列（CDS），构建该基因的超表达载体转化水稻，获得改良粒型的材料；利用水稻基因OsAP2-6的一段cDNA片段，构建OsAP2-6抑制表达载体转化水稻，创造增加水稻冠根数目，提高植物生物量的改良新材料。

本发明在国内外未见报道，所在课题组也未公开发表涉及本发明内容的文章，本发明在国内外公众未知。

发明内容

本发明的目的是在于提供了一种水稻基因OsAP2-6，该基因可以增加水稻品种中花11的谷粒长度和宽度，可以增加水稻品种中花11的冠根数目和生物量。

本发明的另一个目的是在于提供了一种水稻基因OsAP2-6的制备方法，利用聚合酶链式反应（PCR）扩增得到基因OsAP2-6，该方法简便，快捷，可行。

本发明的再一个目的是在于提供了一种水稻基因OsAP2-6在改良水稻品种珍汕97B的粒型及根系中的应用，利用来源于日本晴和ACC10的OsAP2-6基因可以增加水稻品种珍汕97B的粒型、根系和生物量。

为了实现上述的目的，本发明采用以下技术措施：

一种水稻基因OsAP2-6及其制备方法，其步骤是：