[发明专利]水稻根系伸长控制基因OsCYP22的突变体、蛋白质、表达载体及其应用

说明书

本发明公开了水稻根系伸长控制基因OsCYP22的突变体、蛋白质、表达载体及其应用，基因OsCYP22在控制水稻根系伸长中的应用，为通过其DNA序列中碱基的缺失，调控水稻根系的伸长，所述基因OsCYP22的核苷酸序列如SEQIDNO：1所示，本发明通过调控基因OsCYP22的DNA序列中碱基的缺失，调控水稻根系的伸长，使水稻出现短根系现象，可以为水稻的根系改良和杂交育种或转基因植物的开发创造条件。

技术领域

本发明涉及水稻生长发育，具体涉及一种水稻根系伸长控制基因OsCYP22的突变体、蛋白质、表达载体及其应用。

背景技术

水稻根系是水稻的重要组成部分，其不但是地上部的物理支撑，同时也是水稻从地下吸收营养成分和水分的重要器官。水稻根系构型为须根系，能不断地从茎节最靠近中柱维管的分生区细胞发生不定根，最后由数量众多的不定根及其侧根构成了它的根系结构。根型由长度、数量和空间范围等几个参数决定，研究发现根长决定了其他根系性状的遗传表现，是所有根系性状中最重要性状，单株产量等7个地上部农艺性状与根长呈极显著正相关。根系伸长的主要细胞学基础之一是根尖分生组织的细胞分裂，根尖分生组织功能或结构的缺陷会导致短根发生。根系的伸长另外一个主要细胞学基础是根尖伸长区细胞的伸长，这与细胞壁形成、纤维素的合成和微管组织形成等相关。尽管根长对植物产量和抗性有重要的作用，但由于根系生长在土壤里加大了研究的难度，使对根系伸长的遗传背景和分子机理所知甚少，使得在水稻育种与栽培上，根长的因素并没有被充分利用。因此，重点挖掘控制水稻根长的基因，分离、克隆一系列控制根长的基因便于定向改良水稻根系性状。

发明内容

本发明的目的是提供一种基因OsCYP22，通过其DNA序列中碱基的缺失，调控水稻根系的伸长，使水稻出现短根系现象，可以为水稻的根系改良和杂交育种或转基因植物的开发创造条件。

为解决上述问题，本发明的目的之一在于提供基因OsCYP22在控制水稻根系伸长中的应用，所述应用为通过其DNA序列中碱基的缺失，调控水稻根系的伸长，所述基因OsCYP22的核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示。

本发明的目的之二在于提供一种水稻根系伸长控制基因OsCYP22的突变体，所述水稻根系伸长控制基因OsCYP22的突变体的核苷酸序列为在SEQ ID NO：1所示的基础上，第三个外显子的最后一个碱基及第三个内含子的起始剪切位点均缺失。

作为优选，所述水稻根系伸长控制基因OsCYP22的突变体的核苷酸序列为在SEQID NO：1所示的基础上，第三个外显子最后一个碱基如1036位的胸腺嘧啶(T)、第三个内含子起始剪切位点突变如1037位鸟嘌呤(G)和1038位胸腺嘧啶(T)缺失，导致CDS中第三个内含子没有被剪切掉，CDS多了159bp(第3个内含子全长162bp)。

本发明的目的之三在于提供水稻根系伸长控制基因OsCYP22的突变体在控制水稻根系伸长中的应用。水稻根系伸长控制基因OsCYP22的突变体可以为水稻的根系改良和杂交育种或转基因植物的开发创造条件。

本发明的目的之四在于提供一种水稻根系伸长控制基因OsCYP22的突变体所编码的蛋白质，所述蛋白质的氨基酸序列在SEQ ID NO：2所示的基础上，第167位产生TAG，翻译提前终止，水稻根系表达为短根系。该蛋白是一个亲环素cyclophilin，在氨基酸取代或缺失等情况下，能抑制水稻根系的伸长，使水稻出现短根系现象，这样该蛋白就抑制根系的伸长，具体在植株表现为地上部、主根、不定根和侧根都变短。

本发明的目的之五在于提供一种表达载体，含有所述的水稻根系伸长控制基因OsCYP22。

本发明的目的之六在于提供所述的含有水稻根系伸长控制基因OsCYP22的表达载体在控制水稻根系伸长中的应用。