[发明专利]水稻OsTAM1基因在调控植物叶夹角中的应用

说明书

本发明公开了水稻OsTAM1基因在调控植物叶夹角中的应用。本发明中发现，过量表达OsTAM1基因后，促进正常的水稻叶片3‑氨基‑3‑(4‑羟基苯基)丙酸含量的积累，从而改变了苯丙烷代谢通路的代谢流，使叶片木质素的含量增加，叶片细胞密度增大，从而增加叶片机械强度，使叶片直立，减小水稻剑叶张角；本发明中还发现添加外源3‑氨基‑3‑(4‑羟基苯基)丙酸，水稻植株叶片表现为叶直立，苗期叶片弯曲率与对照相比显著降低。因此，可以通过过量表达OsTAM1基因或添加外源3‑氨基‑3‑(4‑羟基苯基)丙酸的方式调控植物的叶夹角，还可以通过分子育种进行植物的品种改良，有助于选育紧凑型的植物品种。

技术领域

本发明涉及植物基因工程和植物代谢领域，特别涉及水稻OsTAM1基因在调控植物叶夹角中的应用。

背景技术

水稻(Oryza Sativa)是重要的粮食作物和模式植物，全世界有超过一半的人口以大米为主食。近二十年来，全球可耕地面积大幅度减少、劳动力成本积聚上升和人口快速增长，预计在2050年粮食的需求量大幅度的提高。此外，随着社会的进步，人们生活质量的提高，在食物的需求上不仅要求吃饱，更需求吃好。为更好的缓解人口快速增长与耕地面积不断减少带来的粮食危机，解决粮食问题和满足人们的生活质量将面临更强劲的挑战。要解决粮食问题必须提高单位面积作物的产量。株型是影响水稻种植密度的主要因素，种植密度一定程度对水稻的产量有着决定的作用，紧凑的株型有利于增加亩株数，从而增加水稻单位面积产量。同样，合理的株型有利于水稻对光的捕捉，直接影响水稻的光合作用和灌浆结实能力及千粒重。而水稻叶夹角在植株株型中处于中心地位，叶夹角的大小直接影响水稻的种植密度和光能捕捉及光合速率。

在前人的研究中发现，叶倾角的大小主要由叶枕近轴面和远轴面细胞分裂与生长不平衡所导致调控，而叶枕的发育主要由多种植物激素共同参与调控，如：油菜素内酯、赤霉素，细胞分裂素等，此外，不同施肥条件、外界环境等对水稻叶倾角的大小也有一定的影响，其相互调控网络研究的较为成熟，但是目前对水稻机械强度调控水稻叶夹角的报道较少，机械强度大多数与细胞的纤维素，半纤维素及木质素含量有关。在植物体之内，木质素的合成由苯丙氨酸和酪氨酸为底物。PAL/TAL基因家族为入口，经一系列的酶促反应合成，目前PAL/TAL对该家族成员的报道较少，其在木质素合成的分子机理尚不清楚。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供3-氨基-3-(4-羟基苯基)丙酸在调控植物叶夹角中的应用。

本发明的另一个目的在于提供水稻OsTAM1基因在调控植物叶夹角中的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

3-氨基-3-(4-羟基苯基)丙酸在调控植物叶夹角中的应用。

所述的3-氨基-3-(4-羟基苯基)丙酸的英文名称为：3-amino-3-(4-hydroxyphenyl)propanoic acid，分子式为C₉H₁₁NO₃(CAS号:6049-54-3)，简称β-Tyr，其可以从植物中分离得到或通过市售获得。

所述的调控植物叶夹角为通过增加植物中3-氨基-3-(4-羟基苯基)丙酸的含量(使叶片木质素的含量增加，叶片细胞密度增大，从而增加叶片的机械强度，使叶片直立)，以减小植物叶片的剑叶张角。

所述的增加植物中3-氨基-3-(4-羟基苯基)丙酸的含量为通过过表达水稻OsTAM1基因和/或添加外源性的3-氨基-3-(4-羟基苯基)丙酸的方式实现。

所述的植物为单子叶植物；优选为水稻，小麦、玉米或高粱；更优选为水稻。

所述的过表达水稻OsTAM1基因优选通过如下方式实现：将水稻OsTAM1基因构建到植物表达载体上，得到超表达载体；然后将超表达载体转化植物中进行表达。

所述的植物表达载体优选为pMDC32载体。