[发明专利]水稻OsEATB基因在改良水稻产量性状方面的应用

说明书

技术领域

本发明属于转基因技术领域，具体涉及一种改良水稻产量性状方法。

背景技术

水稻是世界上重要的粮食作物之一，全世界有约2/3的人口以水稻为主食。为了满足日益增长的人口对粮食的需求，提高水稻生产力具有重要意义。产量性状是描述水稻生产力的重要农艺性状，主要由有效穗数、每穗谷粒数和千粒重几部分组成。这些产量性状都属于数量性状(QTL)，由许多效应不同的基因所控制。

目前国内外利用转基因改良农作物经济性状的技术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。

具有AP2结构域的转录因子家族成员是一类只存在于高等植物中的重要转录因子。该家族不同成员的功能涉及植物花、子房、种子的发育调控；乙烯诱导的、与植株抗性相关基因的表达调控；植物顶端分生及分枝性状的调控等。

目前有关AP2的生物学功能几乎都只涉及植物(或作物)对逆境的响应及有关调控路线，尚无关于AP2涉及产量性状形成及其改良的报道。

发明内容

本发明的在于提出水稻OsEATB基因在改良水稻产量性状方面的应用。

本发明利用水稻AP2转录因子OsEATB基因及其同源基因转化水稻两个亚种粳稻和籼稻，用以改良水稻的产量性状；实施例中，本发明将水稻OsEATB基因转化处理籼稻9311，使籼稻9311产量性状发生明显改善。

本发明还利用水稻AP2转录因子OsEATB基因及其同源基因转化包括玉米，小麦，高粱和其它谷类作物，用于产量性状的改良。

本发明还利用AP2转录因子OsEATB基因及其同源基因转化双子叶作物，用于产量性状的改良，包括增加分枝数，籽粒和果实数，籽粒和果实体积与重量。

本发明还包括：水稻AP2转录因子家族成员OsEATB(Oryza sativa ERF protein Associated with Tillering and Branch)的分离、克隆与转基因功能研究等。

1)OsEATB基因与蛋白结构组成

水稻AP2转录因子家族成员OsEATB属于AP2转录因子家族中的ERF亚家族，基因结构无内含子(intron)，含有一个AP2结构域。目前我们在国际生物信息网站登录的水稻AP2转录因子家族成员OsEATB编号为EU622934，DNA序列长825bp，见SEQ.ID NO1.。该基因的结构与其编码的蛋白质组成如下：

水稻OsEATB基因结构见图1所示。

蛋白结构见图2所示，含有一个AP2结构域。

2)OsEATB基因表达载体的构建

采用pCAMBIA1304(Center for the Application of Molecular Biology of International Agriculture，Canberra，ACT，Australia)为表达载体，将籼稻9311的OsEATB基因插入到pCAMBIA1304载体35S组成型启动子下游，得含OsEATB基因的表达载体。其结构图如图3所示。

3)OsEATB基因转化实验

采用目前国内超级杂交稻的主要亲本之一籼稻9311为转基因受体，构建OsEATB基因的过表达转基因植株。将籼稻9311成熟种子去壳消毒后接种在脱分化植物组织培育基上诱导愈伤组织。在愈伤组织诱导2-3周后，采用基因枪微弹轰击法，将含OsEATB基因的经纯化的pCAMBIA1304质粒DNA导入籼稻9311愈伤组织细胞。在添加30ppm潮霉素的MS培养基上连续培养3-4周筛选抗性细胞系，然后将筛选的细胞系转移到分化培养基诱导长芽和生根。

4)转化处理试管苗移载及转化植株后代的分子检测

将OsEATB基因转化处理的9311试管苗移载田间，并在分蘖期取叶片提取DNA采用PCR扩放技术进行分子检测，于2008年夏获得阳性T0代植株。2008年冬，在海南岛加代繁殖，获得转基因T1代，共计8个株系。

5)OsEATB转籼稻9311植株转基因的实时定量PCR(RealTime PCR)检测

目的基因OsEATB在籼稻9311转基因植株中的表达量上调为野生型植株的十倍。见图4所示。

6)OsEATB转基因T2代群体产量性状的调查与统计