[发明专利]水稻FL1基因及其分子标记和应用

说明书

本发明涉及水稻FL1基因及其分子标记和应用，所述水稻FL1基因的核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示，其编码的蛋白质的氨基酸序列如SEQ ID No.2所示。所述分子标记为所述水稻FL1基因的启动子‑200位碱基处的SNP位点，多态性为C或T。本发明提供的水稻FL1基因与植株的株型和产量相关，在超量表达该基因后，植株株型和产量显著下降。本发明提供的分子标记为一种SNP位点，和水稻FL1基因紧密连锁，可以通过对该SNP位点的多态性进行检测判断水稻FL1基因的基因型，以及判断水稻材料剑叶长宽等株型指标。

技术领域

本发明涉及作物分子生物学领域，尤其涉及水稻FL1基因及其分子标记和应用。

背景技术

水稻是一种主要粮食作物，为不断提高水稻产量，株型改良已成为突破产量瓶颈的重要策略。株型改良是提高水稻产量的重要途径，适当的叶形和株高对于提升冠层的光合利用率，协调“源”与“库”关系，增加作物产量具有重要的作用。理想株型的核心思想是要尽可能的提高叶面积指数，从而提高群体的光合效率和物质生产能力。叶片的大小、空间形态、厚度、叶绿素含量和卷曲性等性状被认为是影响光合作用能力的重要指标。一般认为，直立叶片两面受光，对阳光的反射率较小，光合效率高于平展或弯垂叶。叶片向内卷曲有利于叶片直立，可以减少叶片之间的相互遮阴，改善透风透光，增加光合面积。水稻籽粒灌浆的70％-80％物质来自抽穗后的光合作用，而光合作用主要依靠顶三叶，因此对于剑叶的研究是理想株型研究的重点。另外，单穗颖花数是产量的主要构成因子，直接决定单株产量。由于穗形直接关系到产量的高低，穗形性状也受到研究者更多地关注。Gn1a/OsCKX2编码细胞分裂素氧化酶，在叶片、茎、花序分生组织和花中强烈表达。细胞分裂素在花序分生组织中积累可以增加颖花数目，因此，在Gn1a/OsCKX2表达量较低的水稻品种中每穗颖花数较高。IPA1是一个水稻株型和产量基因，超量表达IPA1减少分蘖数，提高产量相关性状。植株株型与产量是受多基因控制的复杂数量性状。

目前，研究者已经利用遗传群体克隆了多个水稻株型与产量相关基因。然而，水稻育种过程仍需要挖掘更多株型与产量相关基因，特别是解析这些基因的等位基因功能变异，应用于水稻株型改良与高产育种。

发明内容

本发明的目的是提供水稻FL1基因及其分子标记和应用，该基因和植物株型和产量相关。

本发明利用ZS97与9311构建的重组自交系群体剑叶长宽在第一染色体检测到1个控制水稻株型的基因FL1，通过遗传转化证实了该基因负调控水稻剑叶大小与每穗颖花数。本发明通过等位基因功能与单倍型功能分析，证实了该基因启动子-200位点SNP变异导致基因功能变异，进而本发明也开发了一个分子标记用于检测该位点基因型。

第一方面，本发明提供水稻FL1基因，所述水稻FL1基因的核苷酸序列为：

i)SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列；或

ii)SEQ ID No.1所示核苷酸序列经取代、缺失和/或增加一个或几个核苷酸编码相同功能蛋白的核苷酸序列。

本发明进一步提供编码上述水稻FL1基因的蛋白质，所述蛋白质的氨基酸序列为：

1)如SEQ ID No.2所示的氨基酸序列；或

2)SEQ ID No.2所示的氨基酸序列经取代、缺失和/或增加一个或多个氨基酸且具有同等活性的由1)衍生的氨基酸序列；

本发明进一步提供包含上述水稻FL1基因的生物材料，所述生物材料为载体、转基因细胞系、工程菌、宿主细胞或表达盒中的一种或多种。

本发明进一步提供上述水稻FL1基因或其编码蛋白或上述生物材料在改良植物株型中的应用。

本发明进一步提供上述水稻FL1基因或其编码蛋白或上述生物材料在提高植物产量中的应用。