[发明专利]一种水稻黄绿叶相关蛋白质及其编码基因与应用

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种水稻黄绿叶相关蛋白质及其编码基因与应用，属于植物基因工程领域。

二、背景技术

水稻是重要的粮食作物，为世界上一半以上的人口提供食物和营养来源。水稻也是一种重要的战略性物资，占我国粮食总产的一半以上，提高水稻产量对确保我国粮食安全和农业可持续发展有十分重要的战略意义。植物的生物产量和经济产量主要是依靠其叶片等器官的光合作用而生产的，水稻植株90-95％的干物质来自光合作用。光合作用的效率依赖于光合色素的合成和叶绿体的正常发育。叶绿素是绿色植物叶绿体内参与光合作用的重要色素，在光合作用的能量捕获及能量传递中起着重要作用(Fromme P,et al.，FEBS Letters,2003,555(1):40-44)。叶色是叶绿体中各种色素的综合表现，正常水稻叶片中叶绿素占优势，通常表现为绿色。

水稻叶色突变是一种比较常见的突变性状，突变基因往往直接或间接影响叶绿素的合成和降解，改变叶绿素含量，所以叶色突变体也被称为叶绿素合成缺陷突变体(黄晓群，等.西北植物学报，2005，25(8):1685-1691)。叶色突变体是研究水稻叶绿素生物合成途径和光合作用机制的理想材料，还可作为标记性状在杂种优势利用中加以应用。据不完全统计，目前报道的水稻叶色突变体已经超过163个，这些突变体大致可分白化、黄化、浅绿、白翠、绿白、黄绿、条纹和黄绿等8种类型(Gong H,et al.，Sci.Agric.Sin.，2001,34(4):686-689)，这些突变大部分是由隐性核基因控制的，至少有124个基因被定位到具体分子标记之间，分布在水稻全部12条染色体上，35个叶色相关的基因被成功克隆，这些基因主要参与叶绿素的合成与降解、叶绿体的发育与分化等方面(邓晓娟，等.杂交水稻，2012，27(5)：9-14)。

虽然已经报道了大量水稻叶色相关的突变体，并且克隆了部分基因，但对水稻中叶绿素合成相关基因及叶绿体的发育机制仍了解甚少。因此，筛选和鉴定水稻叶色相关突变体并对控制其性状的基因进行克隆及功能研究具有重要的理论意义和应用价值。

三、发明内容

技术问题：

提供一种水稻黄绿叶相关的蛋白质及其编码该蛋白质的基因，本发明还提供了该蛋白质及其编码基因的应用。

技术方案：

本发明的第一方面，提供了水稻黄绿叶突变体ygl11(t)的应用,该突变体ygl11(t)分类命名:水稻(Oryza sativa),保藏编号CGMCC No.9160，于2014年5月4在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心进行保藏，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号中科院微生物研究所。水稻黄绿叶突变体ygl11(t)可以在水稻杂交育种和品种改良中得到应用。

同时提供一种来自水稻黄绿叶突变体ygl11(t)的水稻黄绿叶相关的蛋白质，该蛋白质具有SEQ ID No.1所示的氨基酸序列。该蛋白质还包括在SEQ ID No.1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且与水稻黄绿叶相关的由SEQ ID No.1衍生的蛋白质。

在本发明的另一方面，提供了编码上述蛋白质的ygl11(t)基因，具有SEQ ID No.2和3所示的核苷酸序列。ygl11(t)基因还包括在SEQ ID No.2和3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。

所述的基因可以在水稻杂交育种和品种改良中得到应用。

有益效果：

本发明提供了一种水稻黄绿叶相关蛋白质及其编码基因，该水稻黄绿叶相关蛋白质参与了水稻叶绿素a到叶绿素b的合成过程，编码该黄绿叶蛋白质的YGL11(t)基因虽然降低了突变体的叶绿素含量，但没有影响黄绿叶突变体的净光合速率，在分蘖盛期突变体的净光合速率还极显著高于野生型。将上述蛋白质编码的基因导入到光温敏两系不育系中，若制种遇到低温，造成光温敏雄性不育系少量自交结实，混进杂交种，下季种植杂交种时，由于杂交种植株表现正常绿色，而不育系自交结实植株表现为黄绿色，秧田期借助叶色表现就可以方便地剔除杂株，达到去杂保纯的效果，从而有效提高两系法杂交稻纯度，减少生产风险。

四、附图说明

图1是黄绿叶突变体ygl11(t)及野生型南粳41的表型图

(A为苗期表型；B为抽穗期表型；C为成熟期叶片；A、B、C中左侧为ygl11(t)突变体，右侧为野生型南粳41)

图2是黄绿叶突变体ygl11(t)与野生型南粳41不同时期的净光合速率图