[发明专利]一种控制水稻抽穗期和籽粒大小的蛋白及其编码基因

说明书

技术领域

本发明属于植物基因工程领域，具体涉及一种控制水稻抽穗期和籽粒大小的蛋白及其编码基因。

背景技术

生育期和产量是水稻重要的农艺性状，直接影响水稻品种的地区适应性和推广潜力。控制水稻产量的性状较多，例如有效穗、穗长、着粒密度，谷粒大小等。水稻的产量性状一般认为是由大量微效基因协同控制。但近年来，通过QTL和定位克隆的方法，几个控制水稻产量的重要基因相继被克隆。例如GHD7、GW2、DEP1、GS3等。但是它们的遗传机制却并不相同：在水稻中GHD7(Weiya Xue等，Nature Genetics.2008(6).761～767)是控制抽穗基因HD1的同源基因，主要通过调控水稻的抽穗时间影响水稻穗长；GW2(Xian-Jun Song第，NatureGenetics 2008(5)623～630)在水稻中编码一个E3泛素连接酶，主要影响谷粒大小；DEP1(Xianzhong Huang等Nature Genetics Advance OnlinePublication.2009)和GS3(Chuchuan Fan等.Theor Appl Genet.2006，(112)：1164-1171)均编码磷脂酰乙醇胺绑定蛋白，但它们却通过不同的方式影响水稻的产量，DEP1影响穗直立，而GS3影响谷粒大小。因此影响水稻产量的方式是复杂的，不同性状和不同遗传途径都可能影响水稻产量。所以一般不能把穗长的增加，谷粒的变大等同于水稻产量增加，而是看作水稻产量增加的潜力。

水稻的生育期分为营养生长期(从稻种发芽至幼穗分化)、生殖生长期(从幼穗分化到抽穗开花)及成熟期(从抽穗开花到灌浆成熟)三个阶段。其中，成熟期在品种间差异较小，且较稳定。抽穗期指从播种到抽穗的天数，由于水稻从抽穗到成熟品种间差异较大，因此，常用抽穗期的长短来描述生育期的长短。目前几个控制水稻抽穗期的基因已被克隆，例如HD1(Masahiro Yano等.ThePlant Cell，2000.12，2473-2483)，HD3a(Shoko Kojima等.Plant Cell Physiol.2002.43(10)：1096-1105)，OsGI，OsLHY(Ryosuke Hayama等.Nature2003.422：719-722)等等。植物节律基因的保守性，使得双子叶植物拟南芥光周期途径控制开花的基因，在单子叶水稻中几乎都存在同源基因。HD1、HD3a、OsGI、OsLHY分别是拟南芥CO、FT、GI、LHY的同源基因。在拟南芥中，ELF3(Xing Liang Liu等.Plant Cell；2001，13(6)：1294-1304.Karen A.Hicks等.The Plant Cell，2001，13(6)：1281-1292.Michael F Covington等.Plant Cell；2001，13(6)：1305-1315)被认为是一种门控基因，控制光信号输入生物节律钟，促进拟南芥在长日照开花。ELF3的蛋白功能现在仍然不清楚，但它和其它蛋白的相互作用已被大量研究：ELF3可以和PHYB结合影响拟南芥光信号的输入(Xing Liang Liu等.Plant Cell；2001.13(6)1294-1304)，控制开花。最近ELF3被发现可与COP1结合影响GI的稳定性(Jae-Woong Yu等.Molecular Cell.2008(32)，1-14)，从而控制拟南芥开花。

有关水稻与ELF3相似基因尚未见报道。

发明内容

本发明目的在于提供一种控制水稻抽穗期和籽粒大小的蛋白。

本发明另一目是提供上述蛋白的编码基因。

本发明还一目的是提供上述蛋白或基因在控制抽穗期和籽粒大小方面的用途。

本发明所提供的控制水稻抽穗期和籽粒大小的蛋白来源于稻属普通栽培稻(Oriza sativa L.)，命名为OsELF3，是如下(a)或(b)的蛋白质：

(a)由SEQ ID No.3所示的氨基酸序列组成；

(b)将SEQ ID No.3所示的氨基酸序列经过一个或者几个氨基酸残基的取代、缺失或者添加形成的、并具有与(a)蛋白相同功能的蛋白。

编码上述控制植物抽穗期和籽粒大小相关的蛋白的基因，选自下述(i)、(ii)或(iii)的核苷酸序列：

(i)由SEQ ID No.2所示的核苷酸序列组成；