[发明专利]植物株高和籽粒大小相关的OsTAL基因及其应用

说明书

技术领域

本发明属于植物基因工程领域。具体涉及一种植物株高和籽粒大小相关的OsTAL基因及其应用。

背景技术

水稻是我国最重要的粮食作物，也是全世界最重要的粮食作物之一。据统计，全球约占50％的人口以稻米为主食。水稻也是我国最重要的粮食作物之一。据统计，2008-2012年全国水稻种植面积占粮食作物总面积的27.2％，年均生产稻谷总量占粮食总产的35.7％(中国统计年鉴,2013)。

株型和籽粒大小是水稻产量和稻米品质的重要决定因素。20世纪60年代，墨西哥的小麦，我国和菲律宾的水稻由于降低了株高而提高了产量，增强了抗倒伏性，被称为“绿色革命”(Monna L.DNAResearch,2002,9(1):11-17；Spielmeyer,W.Proc Natl Acad Sci U S A,2002,99(13):9043-9048)。研究表明，在这一过程中，产量的提高主要是围绕着以利用矮秆基因为基础，通过株型改良而进行的。水稻中应用的矮秆基因为sd1，编码一个GA₂₀氧化酶，参与了赤霉素的合成。现在水稻生产和育种中利用的矮秆基因仍主要是sd1，同一矮秆基因的过度利用潜伏着由遗传单一带来的风险，而且水稻高产育种的趋势是“矮中求高”，即适当地提高株高，以增加生物学产量来提供稻谷的产量(袁隆平.杂交水稻,1996,2:1-3)。另一方面，在增加水稻物质生产能力的同时，还要提高水稻的“库容量”，即增加水稻单位面积穗数、每穗粒数和粒重。其中，粒重是产量构成因子的三要素之一，和籽粒长、籽粒宽和籽粒厚呈正相关，粒重有时也以粒长、宽和厚的综合指标衡量(钱前.科学出版社:水稻基因设计育种,2007,87)。因此，研究水稻株高与籽粒大小的调控机制不仅具有理论上的意义，同时也具有重要的现实意义。通过调控水稻株高高矮和籽粒的大小，可以增加水稻的产量，进而保障我国的粮食安全。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种植物株高和籽粒大小相关的OsTAL基因，该基因编码的蛋白质。

本发明的另一个目的是提供一种培育株高和籽粒大小改良的转基因植物的方法。

实现本发明目的的技术解决方案是：

本发明提供了一种植物株高和籽粒大小相关的OsTAL基因，其核苷酸序列如SEQ ID No:1所示。

本发明还提供了所述OsTAL基因编码的蛋白质，其氨基酸序列如SEQ ID No:2所示。该蛋白质，名称为OsTAL，来源于水稻武运粳8号(Oryza sativa L.cv.Wuyunjing 8，1999年江苏审定，审定编号：苏种审字第314号)，是如下(1)或(2)所述的重组蛋白质；

(1)由SEQ ID No:2的氨基酸残基序列组成的蛋白质；

(2)将(1)中的氨基酸残基序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物株高矮、种子粒型或种子重量相关的由(1)衍生的蛋白质。

上述SEQ ID No:2由432个氨基酸残基组成。

所述一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加是指不超过10个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加。

所述蛋白OsTAL的编码基因也属于本发明的保护范围。

所述蛋白OsTAL的编码基因为如下1)～3)中任一所述的DNA分子

1)SEQ ID No:1所示的DNA分子；

2)在严格条件下与SEQ ID No:1限定的DNA序列杂交且与植物种子粒型或籽粒宽或籽粒厚或籽粒重相关的DNA分子；

3)与SEQ ID No:1限定的DNA序列至少具有70％、至少具有75％、至少具有80％、至少具有85％、至少具有90％、至少具有95％、至少具有96％、至少具有97％、至少具有98％至少具有99％同源性且与植物株高、种子粒型或籽粒宽或种子厚或种子重相关的DNA分子。

本发明还提供了含有上述基因的植物表达载体。

含有所述编码基因的重组载体、重组菌、转基因细胞系或表达盒也是本发明保护的范围。所述重组载体的启动子为玉米Uniquitin启动子UbiPro。

所述重组载体通过如下步骤获得：