一种调控水稻株型的方法技术

本发明专利技术公开了一种调控水稻株型的方法。本发明专利技术首先公开了OsOFP21蛋白或其相关的生物材料在调控植物株型的应用。进一步公开了培育株高变矮、叶色变深、节间变短和/或茎秆变粗的转基因植物的方法。本发明专利技术获得的OsOFP21基因在调控水稻株型方面发挥着重要的生物学功能，同时该基因在水稻理想株型育种中拥有巨大的应用潜力，在水稻分子设计育种中具有重要的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种调控水稻株型的方法
本专利技术涉及一种调控水稻株型的方法，特别涉及来源于水稻的蛋白质在调控水稻株型中的应用。
技术介绍
跟据联合国经济和社会事务部的预测，到2050年，世界人口将增长到98亿左右，对粮食产量的需求也将增加60％以上。因此，培育更高产量的作物品种仍是当前育种工作的主要目标之一。澳大利亚学者Donald于1968年提出了作物理想株型(ideotype)的概念，即由有利于植物光合作用、生长发育和籽粒产量形成的多个农艺性状所组成的理想化株型。具有理想株型的植株能够最大限度地降低个体间竞争强度，从而提高群体的光能利用率、增加生物学产量。理想株型在水稻育种中的应用被认为是继矮化育种和杂交育种后提高水稻产量的新引擎。因此，鉴定和发掘控制水稻株型的新基因对当前水稻育种具有重要的指导意义，对提高水稻产量、保证粮食安全具有重要的生产应用价值。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供OsOFP21蛋白的新用途。本专利技术提供了一种蛋白质，所述蛋白质为OsOFP21蛋白，来源于水稻(OryzasativaL.)，是如下(A1)或(A2)或(A3)或(A4)的蛋白质：(A1)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(A2)在序列表中序列2所示的氨基酸序列的N端或/和C端连接标签得到的融合蛋白；(A3)将序列表中序列2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且功能相同的蛋白质；(A4)与(A1)-(A3)中任一所限定的氨基酸序列具有99％以上、95％以上、90％以上、85％以上或者80％以上同源性且具有相同功能的蛋白质。其中，序列表中序列2由310个氨基酸残基组成。标签具体如表1所示。表1标签的序列本专利技术蛋白质可人工合成，也可先合成其编码基因，再进行生物表达得到。本专利技术提供了上述蛋白质在调控植物株型中的应用。本专利技术还提供了与上述蛋白质相关的生物材料的新用途。本专利技术提供了与上述蛋白质相关的生物材料在调控植物株型中的应用。所述与上述蛋白质相关的生物材料为下述B1)-B10)中的任一种：B1)编码权利要求1所述蛋白质的核酸分子；B2)含有B1)所述核酸分子的表达盒；B3)含有B1)所述核酸分子的重组载体；B4)含有B2)所述表达盒的重组载体；B5)含有B1)所述核酸分子的重组微生物；B6)含有B2)所述表达盒的重组微生物；B7)含有B3)所述重组载体的重组微生物；B8)含有B4)所述重组载体的重组微生物；B9)含有B1)所述核酸分子的转基因细胞系；B10)含有B2)所述表达盒的转基因细胞系。上述应用中，B1)所述核酸分子为如下(C1)-(C4)中任一所示：(C1)编码序列是序列表中序列1的第22-954位所示的DNA分子；(C2)序列表中序列1所示的DNA分子；(C3)与(C1)或(C2)限定的DNA分子序列至少具有90％、至少具有95％、至少具有96％、至少具有97％、至少具有98％或至少具有99％同源性，且编码权利要求1中所述的蛋白质的DNA分子；(C4)在严格条件下与(C1)或(C2)或(C3)限定的DNA分子杂交，且编码权利要求1中所述的蛋白质的DNA分子。其中，序列表中序列1由1215个核苷酸组成，编码序列由933个核苷酸组成。所述严格条件是在2×SSC，0.1％SDS的溶液中，在68℃下杂交并洗膜2次，每次5min，又于0.5×SSC，0.1％SDS的溶液中，在68℃下杂交并洗膜2次，每次15min。上述应用中，所述重组载体是将上述核酸分子插入表达载体中，得到表达上述蛋白质的重组载体。使用所述核酸分子构建重组表达载体时，可在其转录起始核苷酸前加上任何一种增强型、组成型、组织特异型或诱导型启动子，它们可单独使用或与其它的植物启动子结合使用；此外，使用所述核酸分子构建重组表达载体时，还可使用增强子，包括翻译增强子或转录增强子，这些增强子区域可以是ATG起始密码子或邻接区域起始密码子等，但必需与编码序列的阅读框相同，以保证整个序列的正确翻译。所述翻译控制信号和起始密码子的来源是广泛的，可以是天然的，也可以是合成的。翻译起始区域可以来自转录起始区域或结构基因。为了便于对转基因植物细胞或植物进行鉴定及筛选，可对所用植物表达载体进行加工，如加入可在植物中表达的编码可产生颜色变化的酶或发光化合物的基因(GUS基因、萤光素酶基因等)、具有抗性的抗生素标记物(庆大霉素标记物、卡那霉素标记物等)或是抗化学试剂标记基因(如抗除莠剂基因)等。从转基因植物的安全性考虑，可不加任何选择性标记基因，直接以逆境筛选转化植株。上述应用中，所述调控株型具体表现为如下(D1)-(D8)中任一种：(D1)调控植物株高；(D2)调控植物叶色；(D3)调控植物节间长度；(D4)调控植物茎秆直径；(D5)提高或降低植物株高；(D6)加深或变浅植物叶色；(D7)增加或缩短植物节间长度；(D8)加粗或变细植物茎秆直径。本专利技术还提供了上述蛋白质或与上述蛋白质相关的生物材料的新用途。本专利技术提供了上述蛋白质或与上述蛋白质相关的生物材料在培育株高变矮、叶色变深、节间变短和/或茎秆变粗的转基因植物中的应用。本专利技术还提供了上述蛋白质或与上述蛋白质相关的生物材料在植物育种中的应用。本专利技术还有一个目的是提供一种培育株高变矮、叶色变深、节间变短和/或茎秆变粗的转基因植物的方法。本专利技术提供的培育株高变矮、叶色变深、节间变短和/或茎秆变粗的转基因植物的方法，包括提高受体植物中上述蛋白质的含量和/或活性，得到转基因植物；所述转基因植物比受体植物的株高变矮、叶色变深、节间变短和/或茎秆变粗。上述方法中，所述提高受体植物中上述蛋白质的含量和/或活性的方法为通过在所述受体植物中到导入上述蛋白质的编码基因来实现的。上述方法中，所述蛋白质的编码基因的核苷酸序列是序列1中第22-954位所示的DNA分子。上述方法中，所述植物可为单子叶植物或双子叶植物；所述单子叶植物可为禾本科植物。所述禾本科植物可为稻属植物。所述稻属植物可为水稻，具体为水稻TP309。本专利技术通过在水稻品种TP309中超量表达OsOFP21基因后获得了株高变矮、叶色变深、节间缩短和茎秆粗壮的水稻植株，表明OsOFP21基因在调控水稻株型方面发挥着重要的生物学功能，同时该基因在水稻理想株型育种中拥有巨大的应用潜力，在水稻分子设计育种中具有重要的应用价值。附图说明图1为OsOFP21基因的表达量检测。图2为OsOFP21基因过表达转基因植株和野生型TP309的整株表型。图3为OsOFP21基因过表达转基因植株和野生型TP309的茎秆表型。图4为OsOFP21基因过表达转本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.如下(A1)或(A2)或(A3)或(A4)的蛋白质在调控植物株型上的应用：/n(A1)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；/n(A2)在序列表中序列2所示的氨基酸序列的N端或/和C端连接标签得到的融合蛋白；/n(A3)将序列表中序列2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且功能相同的蛋白质；/n(A4)与(A1)-(A3)中任一所限定的氨基酸序列具有99％以上、95％以上、90％以上、85％以上或者80％以上同源性且具有相同功能的蛋白质。/n

【技术特征摘要】
1.如下(A1)或(A2)或(A3)或(A4)的蛋白质在调控植物株型上的应用：
(A1)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；
(A2)在序列表中序列2所示的氨基酸序列的N端或/和C端连接标签得到的融合蛋白；
(A3)将序列表中序列2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且功能相同的蛋白质；
(A4)与(A1)-(A3)中任一所限定的氨基酸序列具有99％以上、95％以上、90％以上、85％以上或者80％以上同源性且具有相同功能的蛋白质。


2.与权利要求1中所述的蛋白质相关的生物材料在调控植物株型上的应用：
所述生物材料为下述B1)-B10)中的任一种：
B1)编码权利要求1所述蛋白质的核酸分子；
B2)含有B1)所述核酸分子的表达盒；
B3)含有B1)所述核酸分子的重组载体；
B4)含有B2)所述表达盒的重组载体；
B5)含有B1)所述核酸分子的重组微生物；
B6)含有B2)所述表达盒的重组微生物；
B7)含有B3)所述重组载体的重组微生物；
B8)含有B4)所述重组载体的重组微生物；
B9)含有B1)所述核酸分子的转基因细胞系；
B10)含有B2)所述表达盒的转基因细胞系。


3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于：
B1)所述核酸分子为如下(C1)-(C4)中任一所示：
(C1)编码序列是序列表中序列1的第22-954位所示的DNA分子；
(C2)序列表中序列1所示的DNA分子；
(C3)与(C1)或(C2)限定的DNA分子序列至少具有90％、至少具有95％、至少具有96％、至少具有97％、至少具有98％或至少具有99％同源性，且编码权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟文学，刘鹏程，李春荣，江光怀，
申请(专利权)人：中国科学院遗传与发育生物学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11