本发明专利技术属于基因工程技术领域，涉及一个控制水稻抽穗期基因OsEHD4及其突变体和应用。该基因编码一个CCH类锌指蛋白，野生型基因序列如SEQIDNO.1所示，在长、短日照条件下都促进开花。突变基因基因的DNA序列如SEQIDNO.3所示。通过转基因实验证明了该基因具有使水稻抽穗期提前的功能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于基因工程领域，涉及一个控制水稻抽穗期基因0sEHD4及其突变体和应用。
技术介绍
开花(水稻表现为抽穗)是高等植物从营养发育向生殖发育阶段的重要转变，主要由自身遗传机制和环境信号共同影响。植物通过感知随季节同步变化 的周围环境(如日照长短和温度等)来完成有性繁殖。开花时间(水稻中称为抽穗期)同时也是一个重要的农艺性状，它决定了作物种植的季节性和地域适应性。水稻(Oryza sativa L.)作为我国乃至世界最重要的粮食作物之一，其产量的提高对解决未来全球粮食问题具有十分重要的战略意义。长期以来，传统的杂交育种由于在品种间地域适应性的不同造成了种质资源多样性局限，从而大大限制了水稻产量和品质等重要农艺性状的进一步提高。因此研究水稻开花调控的分子遗传机理对于水稻品种改良及品种推广具有重要的应用意义。通过植物育种家和植物学家近百年来对开花的研究发现，植物的开花时间受很多因素的影响，主要包括光周期、温度及雨水等外界因素和植物生理状况(如年龄和叶片数)等内部因素(Baurle 等，The timing of developmental transitions inplants, Cell, (2006) :655-664)。其中，光周期是影响植物开花最重要的环境信号之一。光周期途径是指植物具有感知日照长短并且利用它来决定起始开花的合适时间。根据对光周期的感知能力，植物可以分为长日作物、短日作物和中日作物。拟南芥是一种长日模式植物，它在长日条件下开花更早，在短日条件下开花会延迟；而水稻，一种短日模式作物，在短日条件下开花更早，在长日条件下开花延迟，同时，还具有临界日长响应。过去的几十年，人们对开花的遗传机制了解得更加深入。GIGANTEA(GI)-CONSTANT(CO)-FLOWERING LO⑶S T(FT)途径在控制拟南芥光周期开花中起着核心作用，而这条途径在水稻中也存在(Yano, M. et al. (2000) Plant Cell 12, 2473 - 2483; Takahashi, Y. , Shomura, A. , Sasaki, T. &Yano, M. (2001)Proc Natl Acad Sci USA 98, 7922 - 7927;Kojima,S,, Takahashi, Y. &Kobayashi, Y. (2002)Plant Cell Physiol 43,1096 - 1105)。然而，水稻和拟南芥对光周期响应不同的生物学现象暗示它们可能受到不同的遗传机制调控。在水稻中，由Ehdl介导了一条独特的开花途径。Ehdl不存在于拟南芥中。借助于QTL检测和大量突变体的研究，已经克隆了一些调控水稻开花的基因(Doi，K. et al. (2004)Genes.Dev. 18, 926-936 ;Xue,ff. Y. et al. (2007) Nat. Genet. 40, 761 - 767; Wei, X. J. et al. (2010)Plant. Physiol. 153，1747 - 1758)。它们主要调控Ehdl的表达水平来调节开花时间，暗示在水稻光周期开花的调控上，Ehdl扮演着重要角色。迄今为止,在水稻、小麦、大麦、玉米、大豆、棉花、烟草、玉米、向日葵、番茄、黄瓜、马铃薯、桑树等几乎所有高等植物中都发现了开花相关的突变体。其突变基因直接或间接影响开花时间，特别是光周期和节律钟途径，导致各种生理及发育上的缺陷，从而引起植物开花时间的改变。抽穗期突变体是研究水稻地域适应性利用的理想材料。目前，虽然在水稻中已鉴定出一些抽穗期突变体和QTL位点，但大多数研究仅局限于基因的初步定位。深入研究这些抽穗期突变体的突变基因对于扩大水稻品种间地域适应性利用效率和提高杂交稻遗传多样性具有重要的应用价值。本研究通过对一个组织培养变异的水稻抽穗期突变体ehd4基因的图位克隆和功能分析，从分子水平揭示了控制水稻抽穗期性状的分子机理，且系统研究了该基因与成花素基因的关系，提出了利用0sEHD4基因进行水稻抽穗期遗传改良的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一个控制水稻抽穗期基因0sEHD4。本专利技术的另一目的是提供控制水稻抽穗期基因0sEHD4的突 变基因。本专利技术的友谊目的是提供控制水稻抽穗期基因0sEHD4及其突变基因的应用。本专利技术的目的可通过如下技术方案实现一个控制水稻抽穗期基因0sEHD4，它来自水稻，长度为8707bp，相应编码CCCH类锌指蛋白的832个氨基酸，其全序列为SEQ ID NO. 1，其CDS序列如SEQ ID NO. 2所示。所述的控制水稻抽穗期基因0sEHD4在水稻品种改良中的应用。所述的控制水稻抽穗期基因的突变基因osehd4,它来自水稻(Oryza sativa L.),⑶S序列长度为2499bp，序列见SEQ ID No. 4，相应编码832个氨基酸，包含水稻锌指蛋白基因0sEHD4的第22位氨基酸的突变位点由色氨酸Trp (TGG)突变为终止密码子(TAG)，该基因全序列见SEQ ID NO. 3。所述的控制水稻抽穗期基因的突变基因osehd4在水稻品种改良中的应用。用常规杂交或转基因的方法将osehcM基因转移到野生型材料中，可获得含有0sEHD4/osehd4杂合基因型，抽穗期较野生型稍晚的材料。可以调整水稻品种的地域适应性，为扩大水稻两系杂交稻制种的遗传多样性和可能性提供了技术基础。有益效果I、本专利技术公开了一种水稻锌指蛋白突变基因(osehcM基因)及其应用。该基因来自水稻(Oryza sativa L.),可作为目的基因导入水稻,使抽穗期延迟,或通过杂交选育,获得生育期适宜不同地区的水稻品种。检测出连锁标记Ehd4-MAS(与晚抽穗突变体中的ehd4基因的突变位点共分离)，在水稻杂交育种中，利用Ehd4-MAS (SEQ ID NO. 19，20)分子标记辅助选择晚抽穗0sehd4基因。2、本专利技术人提供的osehcM基因功能是参与植物的光周期开花途径，mRNA表达分析表明osehd4基因在水稻中组成性表达。3、本专利技术的osehd4基因来自水稻，所编码的蛋白质具有转录激活和核酸结合活性，其仅在稻属中具有较高的同源性，是水稻特有的开花时间调控基因。其中motif(CCCH)存在于高等动物和植物中。4、利用野生型0sEHD4基因作为目的基因构建植物表达载体，其转化可使晚抽穗突变体的水稻品种恢复正常。提供了 osehcM基因的转基因应用方法。5、用转基因的方法将osehd4基因转移到野生型材料中，可获得含有0sEHD4/osehd4杂合基因型，具有较野生型晚抽穗的材料，为用于水稻两系杂交稻制种的可能性提供了技术基础。附图说明图I.本专利技术的育种应用表型A图是ehd4突变体，野生型的田间表型图；B图表示0sEHD4突变位点，杂合位点及野生型纯合位点在Kita_ake和Nipponbare遗传背景下的表型，其中，WT表示相应材料的野生型，ehd4表示含有突变位点的突变体，HETE表示杂合型；横坐标ND表示自然条件，SD表示短 日照条件，LD表示长日照条件。图2. 0sEHD4的精细定位和转基因互补T2代结果。A图是本文档来自技高网...
【技术保护点】
一个控制水稻抽穗期基因OsEHD4，它来自水稻，长度为8707bp，相应编码CCCH类锌指蛋白的832个氨基酸，其全序列为SEQ？ID？NO.1，其CDS序列如SEQ？ID？NO.2所示。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：万建民，高赫，江玲，吴传银，郑晓明，费桂林，陈隽，金明捺，
申请(专利权)人：南京农业大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。