[发明专利]与水稻粒型和叶夹角相关的蛋白及其编码基因的应用

说明书

本发明公开了与水稻粒型和叶夹角相关的蛋白及其编码基因的应用。本发明将一种与水稻粒型和叶夹角相关的蛋白的编码基因通过重组载体导入正常的植物中，可以得到粒型和叶夹角发生变化的转基因植物。所述蛋白及其编码基因可以应用于谷物粒型和株型的遗传改良。

技术领域

本发明属于基因工程领域，涉及与水稻粒型和叶夹角相关的蛋白及其编码基因的应用。

背景技术

水稻是世界上最重要的粮食作物之一，全球一半以上人口以水稻为主食和热量来源。随着世界人口的不断增长和耕地面积的持续减少，粮食危机日益严重，提高粮食产量已成为水稻育种研究中的一大挑战。水稻产量是一个复杂的性状，主要由单株穗数、穗粒数和粒重等因素决定。水稻粒型主要包括粒长、粒宽和粒厚三个组分，是影响粒重的关键因素之一，在灌浆程度理想的状态下，粒型直接决定着水稻的粒重，一般来说，籽粒长度越长，宽度越宽，厚度越厚，籽粒就越重。另外，粒型还影响着水稻籽粒的外观品质、加工品质和蒸煮食味品质，人们对水稻籽粒形状的要求在世界各地差异很大。在法国、美国及欧洲，人们偏爱细长稻米；印度和亚洲的人们青睐长粒稻米；东南亚地区的人们则喜爱中等长度的稻米；而温带地区的人们更喜欢短粒而圆形稻米。水稻粒型是一个复合的外观品质性状，包括粒长、粒宽以及粒厚，它们分别受到不同主效及一些微效核基因的控制。而且，粒型虽然作为数量性状易受到环境条件的影响，但是具有较大的遗传力。这两个因素为水稻研究者成功分离和克隆不同的粒型基因提供了重要的理论基础。目前，水稻粒型的遗传研究取得了较大的进展，从细胞遗传学水平发展到了分子遗传学水平，研究者们通过构建QTL定位分离群体，进行物理和化学方法诱变获得突变体，以及运用T‐DNA插入技术获得水稻突变体；并进行基因克隆，报道了许多影响水稻粒型的QTL和基因，并且证明了调控水稻粒型的一些主要因素或途径，其中主要包括了植物发育和代谢途径、植物激素途径及表观遗传学途径等。

同时，水稻株型的改良对产量的提高也起着至关重要的作用，并一直被水稻育种家和遗传学家所关注。在影响株型的许多因素中，水稻的叶夹角起着非常重要的作用，研究表明直立叶可以增加光合作用效率和籽粒灌浆过程中氮的储备，有利于植株的密植，从而提高产量；并且已有报道表明水稻直立叶株型能够增加水稻的生物量和籽粒产量。叶枕连接了叶片和叶鞘，叶枕对叶片从主轴的水平弯曲起到了非常显著的影响，并且任何能使叶枕异常生长发育的因素都会导致叶夹角的改变。研究发现大多数已经被鉴定的水稻叶夹角改变的突变体，其叶夹角的增大或减小都是由于叶枕近轴端细胞异常分化和伸展引起的，证明了叶枕的生长发育在叶夹角形成过程中的重要性。大多数被鉴定的水稻叶夹角相关突变体与植物激素的合成和信号密切相关，特别是BR的合成和信号。另外，还存在一些调控叶夹角的非激素相关途径的基因。

因此，发掘和克隆新的调控水稻粒型和叶夹角的基因，研究这些基因的功能，对进一步提高水稻产量具有重要的理论指导意义。

发明内容

本发明的目的是提供与水稻粒型和叶夹角相关的蛋白及其编码基因的应用。

粒型和叶夹角相关的蛋白SLG在改造水稻粒型和株型的育种中的应用，其中，所述的蛋白SLG来自水稻品种日本晴，是如下(a)或(b)的蛋白质：

(a)由SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；

(b)将SEQ ID NO.1的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与谷蛋白分选相关的由序列2衍生的蛋白质。

SEQ ID NO.1所示的序列由445个氨基酸残基组成，自氨基末端第13至439位为酰基转移酶结构域。

上述(b)中的蛋白质可人工合成，也可先合成其编码基因，再进行生物表达得到。上述(b)中的SLG的编码基因可通过将SEQ ID NO.2所示的DNA序列中缺失一个或几个氨基酸残基的密码子，和/或进行一个或几个碱基对的错义突变，和/或在其5′端和/或3′端连上表1所示的标签的编码序列得到。