[发明专利]水稻粒形调控基因GL7及其用途

说明书

技术领域

本发明涉及植物基因工程领域，特别涉及一种水稻粒形调控基因GL7及其用途。

背景技术

谷粒长度和外形决定了水稻的外观品质，影响碾磨和蒸煮食味品质，同时是水稻三大产量构成因子粒重的主要影响因素，因此成为了重要的水稻育种农艺性状。不同消费者对于谷物形状的偏好也有很大不同。大多数亚洲国家喜欢细长的谷粒以及米粒，包括中国的南方、印度、泰国、越南、菲律宾、马来西亚、印尼和巴基斯坦等国，而中国的北方、日本、韩国和斯里兰卡等国却喜欢短粒的品种。我国的水稻分籼、粳2个亚种，粳稻主要分布北方稻区以及南方长江流域稻区的晚稻，粒形均为短圆状，籼稻主要分布在南方稻区，中晚稻均为长粒形，长江流域稻区的早稻因工业加工需要为短圆状。杂交稻尤其是籼型杂交稻在我国南方稻区的推广已占到70%以上，然而许多品种的外观品质、加工品质难以达到常规稻的水准，尤其是一些配合力强、制种产量高的不育系，如II-32A、优IA、龙特浦A等，其所配置的杂交稻在稻米品质上根本无法达到国家优质籼稻米的标准。究其原因，水稻粒形的遗传比较复杂，控制的基因数量较多。

水稻谷粒长度作为一个数量遗传性状，使育种家无法通过传统的选择方法来高效地改良谷物外观品质。使用与控制谷粒长度基因或主效数量性状位点紧密相连的分子标记，在早世代筛选目标基因型，开展针对粒形的分子设计育种，这将很大地提高育种效率，并且最终获得理想粒形的品种（组合）。已有很多研究者使用不同的定位群体，定位了大量控制水稻粒形的QTLs座位。

对于水稻各种性状的QTL定位，国内外均有综述，这些文章大多数是通过不同实验室应用不同群体对相同性状QTL定位结果，进行比较和深入的分析，以提高下一步研究的水平。水稻粒形是一个数量性状，可以在水稻材料上下功夫，采用与研究主效基因相同的策略，通过标记辅助选择得到比较精确的近等基因系（Near Isogenic Lines，NILs），所得结果完全达到主效基因研究的水平，这样的QTL研究是很成功的。借助这样的思路，结合功能基因组学的最新进展，水稻其他数量性状以及其他作物数量性状的遗传学研究，有望新的突破。

随着我国生活水平的不断提高，高产、优质育种一直是水稻研究的主题。水稻籽粒形状既是影响了水稻产量构成因子千粒重，又是稻米品质的重要指标，因此粒形是当前高产、优质水稻育种关注的重点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水稻粒形调控基因GL7，该基因编码一个新的富含丝氨酸残基的植物特有蛋白，主要通过调控细胞的纵向延伸，改变颖壳细胞的形状来调控水稻籽粒的长度和宽度。

本发明还提供了水稻粒形调控基因GL7的用途，利用该基因物对水稻籽粒大小及稻米品质和产量的调控，用于改良水稻品种以改善稻米品质和产量。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种水稻粒形调控基因GL7，该基因具有SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列。

一种水稻粒形调控基因GL7，该基因具有SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列添加、取代、插入或缺失一个或多个核苷酸的核苷酸序列。

一种水稻粒形调控基因GL7编码的蛋白质，蛋白质具有SEQ ID NO：2所示的氨基酸序列。

本发明提供了包含水稻粒形调控基因GL7的质粒。

本发明提供了包含水稻粒形调控基因GL7的植物表达载体。

本发明提供了一种宿主细胞，该宿主细胞包含水稻粒形调控基因GL7。作为优选，所述宿主细胞为大肠杆菌细胞、农杆菌细胞或植物细胞。

本发明提供了水稻粒形调控基因GL7的用途，用于改良水稻粒形、稻米品质和产量。具体为：用水稻粒形调控基因GL7转化水稻细胞，再将转化后的水稻细胞培育成植株。

本发明的创作过程如下：首先从大量地方品种中筛选获得了一个细长粒优质水稻品种P13。由于水稻籽粒形状调控是复杂的数量遗传，同时受到很多基因的调控，所以我们通过将P13与短圆粒粳稻品种日本晴（NPB）杂交，在后代进行调控粒形的QTL分析。在确定其中一个主效QTL位点后，我们对该基因进行了分子定位，最后用过表达载体，将该基因的序列通过农杆菌转入到短圆粒的水稻中。在转基因水稻植株中，由于过表达该基因，该段序列就会发挥作用，从而使该基因调控的籽粒外观变得细长，以此来验证该基因所起的作用。