[发明专利]一种利用基因转化改善水稻产量性状的方法

说明书

技术领域

本发明属于遗传工程领域，具体涉及一种利用lrk1基因转化提高水稻 产量和改善产量性状的方法。

背景技术

目前国内外利用转基因改良作物经济性状的技术与方法主要是根据已 知的功能基因与表型性状的关系，采用组成型表达载体或组织专一性表达载 体将目的基因导入目标植物，以期获得作物特定经济性状或抗逆性性状的改 良.

在农作物特别是谷类作物中，产量性状通常是由多基因或称数量基因控 制的。分离与克隆这类产量性状基因的方法一般采用定位克隆技术，然后通 过转基因验证其功能。以栽培水稻与江西东乡野生稻杂交与回交构建的基因 系为材料，通过染色体定位与基因组序列分析分离克隆了来自东乡野生稻基 因组的一组编码跨膜受体蛋白LRK的基因，共有8个首尾相连簇集排列的 家族成员，分别命名为lrk1，lrk2，lrk3，lrk4，lrk5，lrk6，lrk7和lrk8。在 有些籼稻品种中只含有7个lrk基因，它们缺少lrk1基因。粳稻中，lrk2，lrk3 和lrk5基因不表达。籼稻中，缺少lrk1基因，lrk3和lrk5基因不表达 (Guangming He，Xiaojin Luo，Feng Tian，Kegui Li，Zuofeng Zhu，Wei Su， Xiaoyin Qian，Xiangkun Wang，Chuangqing Sun and Jinshui Yang*Haplotype  Variation in Structure and Expression of a Gene Cluster that is Associated with a  Quantitative Trait Locus for Improved Yield in Rice，Genome Research，2006， 16：618-626)。

这个基因簇位于水稻2号染色体的端部，其DNA序列已经登录在国际基 因组数据库NCBI，克隆编号为AY756174和DQ195081。经水稻苗期分子检测 证实，在粳稻日本晴的8个lrk基因中，有5个基因表达，分别为lrk1，lrk4， lrk6，lrk7和lrk8。在籼稻9311(超级杂交稻亲本之一)中，也有5个lrk基 因表达，分别为lrk2，lrk4，lrk6，lrk7和lrk8。

但是，尚未有利用这组lrk基因提高水稻产量或者明显改善产量性状的 报道。

发明内容

本发明目的是提供一种利用基因转化提高水稻产量的方法。

本发明提供了一种提高水稻产量的方法，即用水稻lrk1基因转化水稻， 所述的lrk1基因的蛋白氨基酸序列如SEQ ID NO 2所示。

本发明中，水稻lrk1基因是指氨基酸序列如SEQ ID NO 2的蛋白。该 术语还包括具有与水稻lrk1蛋白相同功能的、SEQ ID NO.2序列的变异形 式。这些变异形式包括(但并不限于)：若干个(通常为1-50个，较佳地1-30 个，更佳地1-20个，最佳地1-10个)氨基酸的缺失、插入和/或取代，以及在 C末端和/或N末端添加一个或数个(通常为20个以内，较佳地为10个以内， 更佳地为5个以内)氨基酸。例如，在本领域中，用性能相近或相似的氨基酸 进行取代时，通常不会改变蛋白质的功能。又比如，在C末端和/或N末端 添加一个或数个氨基酸通常也不会改变蛋白质的功能。该术语还包括水稻 lrk1蛋白的活性片段和活性衍生物。

本发明中，所述的lrk1基因的核苷酸序列如SEQ ID NO 1所示。

本发明中，水稻lrk1基因的核苷酸序列包括编码具有水稻lrk1蛋白活 性的多肽的核苷酸序列，如SEQ ID NO.1中32-3181位核苷酸序列及其简并 序列。该简并序列是指，位于SEQ ID NO.1序列的编码框32-3181位核苷酸 中，有一个或多个密码子被编码相同氨基酸的简并密码子所取代后而产生的 序列。由于密码子的简并性，所以与SEQ ID NO.1中32-3181位核苷酸序列 同源性低至约70％的简并序列也能编码出SEQ ID NO.2所述的序列。该术 语还包括能在中度严紧条件下，更佳地在高度严紧条件下，与SEQ ID NO.1 中从核苷酸32-3181位的核苷酸序列杂交的核苷酸序列。还术语还包括与 SEQ ID NO.1中从核苷酸32-3181位的核苷酸序列的同源性至少70％，较佳 地至少80％，更佳地至少90％的核苷酸序列。

本发明中，所述的方法具体包括以下步骤：