[发明专利]含有Sh4基因的具有增加的颗粒大小的植物

说明书

技术领域

本发明涉及以可表达的方式引入了sh4基因的转化植物。本发明还涉及通过杂交以可表达的方式引入了功能型sh4基因的植物。本发明还涉及增加植物颗粒大小的方法，其包括将sh4基因引入植物的步骤。

背景技术

迄今，已鉴定出了几种与植物颗粒大小相关的基因，但使用单一已知基因改变颗粒大小并不容易。

根据Li等(非专利文献1)和Lin等(非专利文献2)的报道，所有栽培稻均由于具有sh4基因的点突变而显示相对较低的脱粒性，从而促进了它们的驯化。sh4基因已经被分离并报道，但对其生物学功能的发现仅限于脱粒性。

与本发明相关的现有技术文献如下所述：

现有技术文献：

非专利文献：

非专利文献1：Li C，Zhou A，Sang T.Rice domestication by reducingshattering.Science 2006 Mar 31；311(5769)：1936-9.Epub 2006 Mar 9.PMID：16527928

非专利文献2：Lin Z，Griffith ME，Li X，Zhu Z，Tan L，Fu Y，Zhang W，Wang X，Xie D，Sun C.Origin of seed shattering in rice(Oryza sativa L.).Planta.2007 Jun；226(1)：11-20.Epub 2007 Jan 10.PMID：17216230

发明内容

本发明所要解决的问题

本发明是鉴于上述情况而完成的。本发明的目标是通过将sh4基因引入植物的步骤或通过表达从野生稻中发现的功能型sh4基因来提供具有增加颗粒大小的植物。

解决问题的手段

为了解决上述问题，本发明人努力研究了涉及植物驯化的基因。作为将具有来源于野生稻的功能型等位基因的sh4基因通过转化引入栽培稻，本发明人发现该引入导致谷粒(hull)大小增加、促进转运(translocation)，从而导致颗粒大小增加。测定T0植物种子和观察T1植物的穗(panicles)的结果表明谷粒增大，而糙米重量增加到约1.5倍(图2和图3)。

将引入了sh4基因的Nipponbare栽培种种系的四株自交的T1后代植物(T0-3后代-1，T0-3后代-2，T0-3后代-3和T0-5后代-1)在人工气候的室中培育，并测定其每穗的谷粒重量(mg)(图7)，每个植株的总谷粒数(能育的和不育的谷粒)(图8)和每个植株的穗重量(图9)。其结果，发现这些植物与载体对照和Nipponbare相比具有显著增加的谷粒重量和每植株的穗重量(产量)(图7至9)。每植株的穗数和总谷粒数并无差异(图7和图8)。而且，并无任何降低育性的作用，相反，育性可能增加了，但仍需要进一步分析(图8)。如图6所示，在照片中可察觉到T1植物种子和穗的变化。此时，育性在T0-3后代-1和T0-3-后代-2中显著较高，而穗重量，其对应于每植株的产量，为Nipponbare或载体对照的产量的大约2.5倍。

而且，当sh4基因引入其他稻栽培种“Nikomaru”和“Oochikara”时，发现在这些栽培种转化当代的T0植物中能育颗粒的平均谷粒重量(mg)显著增加(图10和图11)。

更具体而言，本发明人通过在植物中表达具有功能型等位基因的sh4基因成功地增加了植物的颗粒大小，并显示每植株的产量增加，并由此完成了本发明。

更具体而言，本发明提供了下述[1]至[13]：

[1]一种具有增加的颗粒大小的植物，其包含下述(a)至(d)中任一项的DNA：

(a)编码包含氨基酸序列SEQ ID NO：3的蛋白质的DNA；

(b)包含核苷酸序列SEQ ID NO：1或2的编码区的DNA；

(c)编码包含在氨基酸序列SEQ ID NO：3中取代、缺失、添加和/或插入一个或多个氨基酸而得到的氨基酸序列的蛋白质的DNA；

(d)与包含核苷酸序列SEQ ID NO：1或2的DNA在严格条件下杂交的DNA；

[2][1]的植物，其中所述植物是单子叶植物；

[3][1]的植物，其中所述植物是禾本科植物；

[4]一种载体，其中以可表达的方式引入了下述(a)至(d)中任一项的DNA：

(a)编码包含氨基酸序列SEQ ID NO：3的蛋白质的DNA；

(b)包含核苷酸序列SEQ ID NO：1或2的编码区的DNA；