[发明专利]F-box蛋白编码基因OsFBX250在水稻选育中的应用

说明书

本发明公开了F‑box蛋白编码基因OsFBX250在水稻选育中的应用，属于基因工程和植物遗传育种领域。本发明首次分离克隆了一个新的调控水稻粒型基因OsFBX250，其功能获得型突变体lg7中籽粒的粒长变长、粒宽变宽、粒厚变厚，导致粒重增加。通过超表达OsFBX250基因也可获得籽粒增大、粒重增加的转基因水稻；同时敲除或降低OsFBX250基因表达，可使水稻籽粒变小、粒重减轻。因此，OsFBX250基因可用于水稻选育中，使水稻粒型变大、水稻产量提高。本发明为水稻培育粒型改变的转基因植物奠定了基础。

技术领域

本发明涉及基因工程和植物遗传育种领域，具体涉及F-box蛋白编码基因OsFBX250在水稻选育中的应用。

背景技术

F-box蛋白在真核生物中广泛存在，其N端有一个高度保守的F-box基序，该基序能介导蛋白质与蛋白质之间的互作，在泛素-蛋白酶体途径中因能够特异识别相关底物蛋白，从而参与多种生命活动，如细胞周期调控、细胞信号转导、细胞凋亡、转录调控、免疫反应、雄性不育及植物叶片发育等。多数F-box蛋白的C端常含有相关功能域，根据其C端的不同，将F-box蛋白分为3类：富含亮氨酸重复序列(FBL)、富含WD-40重得序列(FBW)及含有一些未确定或无明显结构特征的序列(FBX)。

在拟南芥和水稻中分别有779和687个F-box蛋白，这些F-box蛋白在许多信号通路中发挥作用。在拟南芥中，F-box蛋白与ASK蛋白结合，形成SCF复合体特异识别底物蛋白，通过泛素蛋白酶体途径参与蛋白质的降解，从而发挥相应的生物学功能。UFO(unusualfloral organs)是植物中鉴定出的第一个F-box基因，该基因突变后可导致拟南芥一系列花发育异常，且UFO和ATCUL1有直接的相互作用，SCF-UFO复合体的形式参与了对植物花器官发育的多方面调控。SLEEPY1(SLY1)是一个151个氨基酸的F-box蛋白质，在赤霉素(GA)信号途径中也起重要作用：在GA的存在下，SLY1可识别RGA和GAI并介导这两个DELLA蛋白质类泛素化降解。拟南芥F-box蛋白TIR1作为生长素受体通过与生长素直接相互作用，介导一系列生长素反应。也有研究发现F-box蛋白参与ABA、干旱和高盐等胁迫反应。

水稻中大部分的F-box蛋白属于FBX亚家族，在水稻生长发育过程中发挥着重要的作用。OsFBK12通过与OSK1互作参与26S蛋白酶体降解途径，进一步识别底物OsSAMS1使其降解，从而改变乙烯水平调控叶片的衰老。OsFBX352的表达水平受脱落酸(ABA)的诱导，通过影响ABA的合成与代谢维持体内的ABA水平，从而调控水稻种子的萌发。APO1为一个编码429个氨基酸与拟南芥UFO同源的F-box蛋白，提高该基因的表达量导致花序分枝和小穗增加，从而导水稻籽粒数和产量的增加。DDF1(Dwarf and deformed flower 1)，一个F-box蛋白编码基因，对水稻的营养和花发育至关重要。OsFBK12编码含有Kelch重复基序的F-box蛋白，与SAMS1相互作用以调节水稻的叶片衰老、种子大小以及粒数。

F-box蛋白编码基因在水稻生长发育过程中具有重要的作用，但在水稻籽粒发育方面报道还非常少，而水稻OsFBX250基因对水稻的生长发育的影响目前暂未有任何研究。本发明发现OsFBX250基因对水稻籽粒的发育有极其重要的调控作用，可应用于植物籽粒性状的遗传改良。

发明内容

本发明的目的在于提供F-box蛋白编码基因OsFBX250在水稻选育中的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：