[发明专利]水稻深绿穗基因的应用

说明书

本发明公开了一种水稻深绿穗基因的用途：负调控稻穗中光合色素的含量；该水稻深绿穗的基因的核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示；光合色素包括叶绿素、类胡萝卜素。该水稻深绿穗基因还能负调控稻穗的净光合速率。

技术领域

本发明涉及一个水稻穗色相关基因及其功能，属于植物分子遗传领域。

背景技术

光合作用是利用叶绿体中的叶绿素(Chlorophyll)，在可见光照射下，将二氧化碳和水转化为有机物。叶绿素含量在一定范围内与光合速率成正相关。穗的光合作用对籽粒的生物量累积具有一定的作用，如麦穗光合作用对籽粒的贡献可达10％～76％，而稻穗光合能力较弱，对籽粒的贡献只有4％～23％，可见稻穗的光合能力还有很大的提升空间。因此，利用新优异基因，提高稻穗中叶绿素的含量，增加穗光合作用对籽粒的贡献率，将可能更有效促地促进水稻高产。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种水稻深绿穗基因的用途。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种水稻深绿穗基因的用途，用于负调控稻穗中光合色素(包括叶绿素、类胡萝卜素)的含量；该水稻深绿穗的基因的核苷酸序列如SEQID NO：1所示。

作为本发明的水稻深绿穗基因的用途的改进，用于负调控稻穗中光合作用的光能转化效率。

本发明的技术方案具体如下：

本发明利用人工辐射诱变粳稻品种中花11，在突变体库中获得了一个罕见的深绿穗突变体，迄今在水稻中还未曾报道。与中花11的黄绿穗色相比，该突变体的穗色深绿(图1)，穗的叶绿素与类胡萝卜素的含量显著性增加(图2)，穗中光合作用的光系统II原初光能转换效率也显著性提高(图3)，对水稻穗的光合机理研究及其育种应用具有重要意义。

将水稻深绿穗突变体与野生型品种巴香占杂交，F₁表型为野生型。在F₁自交的F₂代群体中，野生型与突变型的比例经χ²检验符合3:1，表明深绿穗突变表型受一个隐性基因控制。利用图位克隆技术，将目的基因定位水稻第1号染色体上物理距离为91kb的两个分子标记之间。根据水稻基因组数据库的注释，将其中1个预测基因(登录号：LOC_Os01g62060)确定为候选基因，通过RT-PCR分析表明该基因在野生型中表达，在深绿穗突变体中不表达(图4)。为了验证该基因的功能，构建LOC_Os01g62060基因的表达载体，遗传转化到水稻深绿穗突变体中，获得相应的转基因水稻植株，该转基因植株的穗色恢复为野生型的黄绿色(图5)，证明该基因调控穗色深绿的功能，克隆了该基因。生物信息学分析表明该基因编码的蛋白功能未知，与已知的叶绿素代谢、叶绿体发育、光合作用等途径的相关基因没有任何同源性，是一个没有报道过的新功能基因，具有重要的研究意义和潜在的应用价值。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

图1为水稻深绿穗突变体与对照中花11的穗色；

图2为水稻深绿穗突变体与对照中花11穗的叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素含量，**表示t检验存在极显著性(P0.01)差异，下同；

图3为水稻深绿穗突变体与对照中花11穗的净光合速率；

图4为基因LOC_Os01g62060的RT-PCR表达分析，以持家基因Actin做为内参；

图5为基因LOC_Os01g62060遗传转化水稻深绿穗突变体后的植株穗色。

具体实施方式

实施例1、水稻深绿穗突变体的获得与种植