控制水稻抽穗期基因EHD5及其编码蛋白质和应用制造技术

本发明专利技术属于基因工程技术领域，公开了一个水稻抽穗期基因EHD5及其编码蛋白质和应用。该基因编码一个RNA结合蛋白，野生型基因序列如SEQ ID NO.1所示，氨基酸序列如SEQ ID NO.3所示。遗传转化实验证明EHD5在长、短日照条件下均促进水稻抽穗。由于ehd5较野生型晚抽穗天数在长、短日照下较稳定，因此通过杂交或者转基因编辑将其导入常规品种后对其抵抗环境变化引起的抽穗期波动及扩大地域适应性有重要意义。义。

【技术实现步骤摘要】
控制水稻抽穗期基因EHD5及其编码蛋白质和应用


[0001]本专利技术属于基因工程领域，具体涉及一个控制水稻抽穗期基因EHD5及其编码蛋白质和应用。

技术介绍

[0002]随着世界人口日益增长，粮食安全成为人类面临的巨大挑战。水稻是世界上最重要的谷类作物之一，养育着全球一半以上的人口。开花(水稻表现为抽穗)是高等植物由营养生长向生殖生长转换的重要标志，是确定区域和季节适应性的重要农艺性状(Srikanth,A.and Schmid,M.(2011)Cell Mol.Life Sci.68(12):2013
‑
2037)。全球变暖和自然灾害使得培育对环境波动和不利气候有抵抗力的品种尤为重要。
[0003]随着对开花机制的不断深入了解，植物学家建立了比较完整的水稻抽穗期网络体系，其大致分为两条途径：一条是与拟南芥中的GI
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CO
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FT(GIGATEA
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CONSTANS
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FLOWERING LOCUS T)同源的OsGI
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Hd1
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Hd3a(rice GIGATEA
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Heading date 1
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Heading date 3a)途径(Kojima,S.et al.(2002)Plant Cell Physiol.43(10):1096
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1105；Yano,M.et al.(2000)Plant Cell 12(12):2473
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2484)，另一条是单子叶植物特有的以Ehd1为枢纽的途径(Doi,K.et al.(2004)Genes Dev.18(8):926
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936)。这两条途径都会影响成花素(Hd3a和RFT1)的形成。成花素从叶片中产生，通过筛管移动到顶端分生组织，从而促进成花转变(Tsuji,H et al.(2011)Curr.Opin.Plant Biol.14(1):45
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52)。
[0004]研究抽穗期有关基因对于扩大水稻品种间的地域适应性和提高杂交水稻遗传多样性具有重要意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于公开控制水稻抽穗期基因EHD5及其编码蛋白质和应用。
[0006]本专利技术的目的可通过如下技术方案实现：
[0007]控制水稻抽穗期基因EHD5，基因序列如SEQ ID NO.1所示，编码一个RNA结合蛋白，氨基酸序列如SEQ ID NO.3所示。
[0008]所述的控制抽穗期基因EHD5在水稻品种改良中的应用。
[0009]所述的控制水稻抽穗期基因的突变基因ehd5，基因序列如SEQ ID NO.2所示，包含RNA结合蛋白EHD5的第936位氨基酸由半胱氨酸Cys(TGC)突变为终止密码子(TGA)，氨基酸序列如SEQ ID NO.4所示。
[0010]所述的控制抽穗期基因的突变基因ehd5在水稻品种改良中的应用。
[0011]本专利技术还提供基因EHD5或突变基因ehd5在水稻抽穗期调控育种中的应用，如果通过将抽穗期基因EHD5转基因至该基因功能缺陷的水稻中，可以培育早抽穗水稻品种，如果用传统杂交或转基因编辑的方法将ehd5基因转移到野生型材料中，可获得ehd5的功能缺陷型基因型、抽穗期较野生型稍晚的水稻品种。
[0012]本专利技术的有益效果：
[0013]本专利技术通过转基因方法进行基因EHD5的转化或者用传统杂交或转基因编辑的方法将ehd5基因转移到野生型材料中，可获得抽穗期较早或者ehd5的功能缺陷型基因型、抽穗期较野生型稍晚的水稻品种。通过本专利技术的基因可以调整水稻品种的地域适应性，为扩大杂交稻制种的遗传多样性提供了技术支持。
[0014]有益结果：
[0015](1)本专利技术通过MutMap克隆了一个控制水稻抽穗期的基因EHD5，通过转基因到水稻中，可以获得抽穗期较早的水稻品种；而如果通过转基因敲除则可以获得EHD5功能丧失后出现晚抽穗表型的水稻品种。
[0016](2)用传统杂交或转基因编辑的方法将ehd5基因转移到野生型材料中，可获得ehd5的功能缺陷型基因型、抽穗期较野生型稍晚的的水稻品种，进一步转基因融合互补EHD5能够恢复ehd5突变体晚抽穗的表型。
[0017](3)ehd5较野生型稍晚抽穗的表型在长、短日照下较稳定，因此突变基因ehd5可以通过杂交或者转基因编辑方法导入常规品种。
[0018](4)通过本专利技术的基因可以调整水稻抽穗期时间，从而调整水稻品种的地域适应性，获得生育期适应不同地区的水稻品种，为扩大杂交稻制种的遗传多样性提供了技术支持。
附图说明
[0019]图1为野生型Dongjin与突变体ehd5的表型及其在长、短日照下的抽穗期统计图。
[0020]图2为EHD5的MutMap分析。
[0021]图3为EHD5的基因结构。
[0022]图4为转基因敲除表型。
[0023]图5为转基因融合互补表型。
具体实施方式
[0024]以下的实施例便于更好地理解本专利技术，但并不限定本专利技术。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为自常规生化试剂商店购买得到的。
[0025]实施例1、水稻RNA结合蛋白突变基因的分子克隆
[0026]1、突变基因ehd5位点的定位
[0027]将水稻晚抽穗突变体ehd5(图1)与野生型水稻品种Dongjin进行杂交，得到的F1和F2群体进行遗传分析，结果表明ehd5的晚抽穗表型由隐性单基因控制。选取F2群体的早、晚极端各30株，构建这两个极端的DNA混池，送至公司进行二代测序，测序后经MutMap pipeline(Fekih,R.et al.(2013)Plos One 8(7):e68529)分析关联到第2号染色体(图2)。
[0028]早、晚2个极端混池提取DNA的方法如下所述：
[0029]a)F2群体中早、晚极端每株剪取0.1g构建早、晚2个混池，混池叶片在研钵中用液氮研磨充分。
[0030]b)加入10ml CTAB提取液，将样品在65℃水浴锅中孵育30min，每10min上下颠倒一次以保证充分混匀。
[0031]c)加入等量氯仿：异戊醇(24:1)，颠倒混匀并静置3min。
[0032]d)12000rpm离心10min。
[0033]e)小心吸取6ml上清，转移至一个新的离心管中，并加入0.7倍上清体积的异丙醇，混匀后放置于
‑
20℃。
[0034]f)冷冻4小时后，12000rpm离心10min(4℃)，小心弃去上清液。
[0035]g)用70％乙醇洗涤沉淀两次，通风橱中将沉淀晾干。将DNA沉淀溶于500μL去离子水中，
‑
20℃保存备用。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.控制水稻抽穗期基因EHD5，其特征在于，基因序列如SEQ ID NO.1所示，氨基酸序列如SEQ ID NO.3所示。2.敲除或沉默权利要求1所述基因EHD5的敲除载体。3.含有权利要求1所述基因EHD5的转基因载体。4.控制水稻抽穗期的突变基因ehd5，基因序列如SEQ ID NO.2所示，氨基酸序列如SEQID NO.4所示。5.权利要求1所述的控制抽穗期基因EHD5、权利要求2所述的敲除载体、权利要求3所述的转基因载体或权利要求4所述的突变基因ehd5在水稻品种改良中的应用。6.权利要求1所述的控制抽穗期基因EHD5、权...

【专利技术属性】
技术研发人员：万建民，周时荣，崔松，王超龙，陈赛华，张文伟，董慧，江玲，刘世家，陈亮明，刘喜，田云录，
申请(专利权)人：南京农业大学，
类型：发明
国别省市：