[发明专利]水稻叶形态建成调控基因RLAL1及其应用

说明书

技术领域

本发明属于植物基因工程领域。具体的说，本发明涉及一种利用图位克隆技术克隆水稻RLAL1(Revolute andLarge AngleLeaf1)基因，以及利用转基因互补实验鉴定该基因的功能；同时还涉及利用该基因物对水稻叶片反向卷曲及叶倾角大调控，用以获得农作物的理想株型，提高水稻的产量。

背景技术

水稻是我国第一大粮食作物，也是单子叶植物的理想模式植物。从叶片形态构造分析，叶片的发育包括叶原基的起始，叶片近远轴、基顶轴和中侧轴三个轴向的极性分化，在此过程中的任何改变都会导致叶片的不正常发育，直接影响到叶片的形态。如叶片在近远轴发生极性的反转，会导致叶异常，如正卷、反卷，甚至辐射状叶的出现。目前已分离出多个与叶近轴面特征决定相关的基因家族，其中研究较多的是HD-ZIPIII家族、MYB家族和LOB-Domain家族。而YABBY基因家族和GARP家族也已经确定与叶远轴面分化有关。

水稻的前四叶的叶原基在胚中已经形成，极性分化时基顶轴的基部分化为叶鞘(双子叶植物中分化为叶柄)，顶部分化为叶片；叶片基部存在着缺少叶绿素的白色带状部分为叶枕。在幼叶中，叶枕部分主要由薄壁组织组成；当叶片和叶鞘完全伸展后，叶枕的上部细胞开始伸长，其基部垂直水平的角度为叶倾角。目前的研究表明油菜素内酯和生长素均能影响叶倾角的大小。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能影响水稻叶片卷曲及叶倾角大小的蛋白质及其基因，以及由此获得的转基因植物细胞，和利用所述基因对水稻叶片进行改造的方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种水稻叶形态建成调控基因RLAL1编码的蛋白质，其具有SEQ ID NO：2所示的氨基酸序列。

作为本发明的蛋白质的改进：上述氨基酸序列还包括在Seq ID No：2所示的氨基酸序列中添加、取代、插入或缺失一个或多个氨基酸或其他物种的同源序列而生成的氨基酸序列或衍生物。

本发明还提供一种编码上述两种蛋白质的基因，其具有Seq ID No：1所示的核苷酸序列。

作为本发明的基因的改进：上述核苷酸序列还包括在Seq ID No：1所示的核苷酸序列中添加、取代、插入或缺失一个或多个核苷酸生成的突变体、等位基因或衍生物。

本发明还提供一种包含上述基因的质粒。

本发明还提供一种包含上述基因的植物表达载体。

本发明还提供一种含有上述基因序列的宿主细胞(即转基因植物细胞)，该细胞可为大肠杆菌细胞、农杆菌细胞或植物细胞。

本发明还提供一种改良水稻叶片卷曲及叶倾角大小的方法，包括用具有Seq ID No：1所示的核苷酸序列的基因转化水稻细胞，再将转化后的水稻细胞培育成植株。

对本发明作如下的进一步具体说明：

本发明的目的是提供一种从水稻突变体Revolute andlarge angle leaf1中克隆的新基因RLAL1，如Seq ID No：1所示的DNA序列，也包括与Seq ID No：1所示的DNA序列至少有70％同源性的基因序列。本发明中的Seq ID No：2所示的蛋白质属于春化类似蛋白，其中进行一个或几个替换、插入或缺失所获得的功能类似物。另外，也包括在Seq IDNo：1中添加、取代、插入或缺失一个或多个核苷酸而生成的突变体、等位基因或衍生物，具有相同功能的序列也能达到本发明的目的。

本发明的另一个目的是提供一种用RLAL1基因进行高效的植物转化的方法，具体地说，本发明提供了具有Seq ID No：1所示的序列的基因或基因部分片段的载体，其中，如图4所示的pCAMBIA1300-RLAL1，该载体可以表达有上述核苷酸序列编码的多肽或其同源类似物。

本发明还提供了一种利用植物表达载体转化植物细胞影响水稻叶卷曲及叶倾角的方法，具体地是利用植物表达载体转化植物细胞以影响农作物叶片形态及叶倾角的方法。

实现本发明的具体技术步骤如下：

一、水稻反卷横生叶突变体rlal1的分离和遗传分析：

本发明的水稻反卷横生叶的突变体rlal1来自云稻32自然突变。通过与野生型水稻的正反交实验，证明该突变体受隐性单基因控制，如图1所示。

二、图位克隆控制水稻叶形的RLAL1基因：

1、RLAL1基因的初步定位：