[发明专利]反义表达水稻OsPDCD5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。

程序性细胞死亡（PCD）是一种自身调控的主动死亡形式，是多细胞生物正常生命活动的一部分，是植物发育过程中及环境胁迫情况下自身启动的重要程序。OsPDCD5基因是水稻中的一个程序性细胞死亡基因。OsPDCD5在成熟组织中的表达水平明显高于幼嫩组织，且OsPDCD5的过表达会导致转基因再生植株的死亡。

叶片是水稻最重要的器官，有研究表明水稻抽穗后灌浆所需营养物质的60%-80%来自叶片的光合作用。水稻叶片在结实期间衰老的快慢直接影响水稻的产量，有研究则表明叶片每推迟衰老一天，产量可提高1%左右。叶片衰老最明显的表现就是叶绿素逐渐消失，并出现黄化脱落现象，叶片的衰老程度越严重，叶绿素的含量就越低。然而，植物中存在着一种“持绿”现象，持绿是指叶片在植物生长后期的较长时间内仍保持绿色的一种表型特征。水稻转基因研究表明将抗衰老基因导入水稻能够延缓叶片衰老从而使产量得以提高。叶片衰老过程中有一些基因受到抑制而低水平表达，甚至完全不表达；而另一些基因则被激活，从而增强表达。前一类基因被称为衰老下调基因(senescence down-regulation genes, SDGs)，如编码与光合过程有关的蛋白质的转录本丰度随叶片的衰老而急剧下降；后一类则被称为衰老相关基因(senescence-associated genes, SAGs)。SAGs又可分为两类：一类仅在衰老阶段才表达，被称为衰老特定基因(senescence-specific genes, SSGs)，如SAG12、SAG13；另一类在叶片生长初期就可检测到有低水平表达，在衰老开始后表达量迅速上升。

发明内容

本发明的目的在于提出水稻中反义表达水稻OsPDCD5基因在改良水稻产量性状方面的应用。

本发明利用反义表达水稻程序性死亡基因OsPDCD5及其同源基因的载体转化水稻的籼稻亚种，用以改良水稻的产量性状；

实施例中，本发明将反义表达水稻OsPDCD5基因的载体转化籼稻品种金23B ，使籼稻金23B的产量性状发生明显改善。即采用籼稻金23B为转基因受体，构建OsPDCD5基因的反义表达转基因植株。

本发明还提供一种OsPDCD5基因反义表达载体，该载体采用pCAMBIA1304为表达载体，将籼稻品种珍汕97的OsPDCD5基因反向插入到pCAMBIA1304载体35S组成型启动子下游而获得。

本发明还利用反义表达水稻程序性死亡基因OsPDCD5及其同源基因的载体转化包括玉米，小麦，高粱和其它谷类作物，用于产量性状的改良。

本发明还利用反义表达水稻程序性死亡基因OsPDCD5及其同源基因的载体转化双子叶作物，用于产量性状的改良。

所述产量性状的改良，包括增加分枝数、籽粒和果实数，提高籽粒和果实体积与重量。

本发明还包括：水稻程序性死亡基因OsPDCD5的分离、克隆与转基因功能研究等。

1）OsPDCD5基因与蛋白结构组成