[发明专利]MAPKKK家族ILA1基因在控制水稻叶夹角中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及水稻基因工程领域。具体涉及分离、克隆和通过功能验证得到一种能够控制水稻叶夹角基因ILA1。本发明采用筛选T-DNA插入水稻突变体库的方法，克隆到控制水稻叶夹角基因ILA1，通过共分离分析、细胞学观察、基因表达部位分析表明ILA1是控制水稻叶夹角表型的关键基因。

背景技术

水稻是亚洲最重要的粮食作物同时也是一种模式植物。而在未来的40年，水稻的产量必须增长50％才能满足人口增长的需要。在众多影响产量的因素中，叶片的光合作用被认为对增加产量起到很重要的作用。对于水稻而言，叶片夹角、叶片温度和叶片衰老是影响叶片光合作用的三个主要因素。叶片夹角是指叶片偏离垂直面的角度。拥有小的叶夹角、直立的叶片是新水稻品种的一个重要指标，被命名为NPT(new plant type)。总之，合适的叶夹角能减少植株阴影、增加群体透光性、充分发挥中下层叶的光合潜力、在密植的情况下减少占地面积。

近年来的研究表明叶夹角与植物激素和环境有密切的关系。油菜素内酯(BR)是一种多羟基化的固醇类激素，广泛参与植物生长发育等多种生理过程。水稻对BR的一个最显著的反应就是叶夹角变大(Wada等.Brassinolide and Homobrassinolide Promotion of Lamina Inclination of Rice Seedlings.Plant Cell Physiol，1981，22：323-325.)。BR会引起近轴面细胞的快速分裂和生长，从而导致水稻叶夹角的增大(Cao H，Chen S.Brassinosteroid-induced rice lamina joint inclination and its relation to indole-3-acetic acid and ethylene.Plant Growth Regul，1995，16：189-196.)，也会促进胚芽鞘的生长和根变短(Yamamuro等.Loss of function of a rice brassinosteroid insensitivel homolog prevents internode elongation and bending of the lamina joint.Plant Cell，2000，12：1591-1606.)。生长素是植物中第一个发现的激素，研究发现生长素与BR有相互促进的作用。生长素引起的叶夹角的变化与与BR类似。Song等报道过在水稻中超表达OsIAA1使叶夹角变大、植株株高变矮，呈现典型的BR相关的表型。TLD1编码IAA氨基合成酶，TLD1功能获得突变体的表型为分蘖增多、叶夹角变大和矮化。水稻的叶是由叶片和叶鞘组成，中间由叶枕连接，维管束在这三个组织中平行排布，厚壁细胞分布在维管束周围，被认为是支撑叶的最主要的细胞。叶片或叶鞘中厚壁细胞的减少或者变薄会直接导致植株变脆或柔韧。叶夹角的改变也与光照强度和光性质有关，光依赖的叶夹角变化是通过光敏色素和ABA合成介导的。叶夹角与纬度的关系也被研究过，例如，拟南芥不同生态型的叶片在低纬度上表现得更加直立。

发明内容

本发明的目的涉及一个MAPKKK家族基因ILA1基因在控制水稻叶夹角改良中的应用。

从水稻T-DNA突变体库中分离得到一个叶夹角变小的水稻T-DNA突变体，其插入基因是一个MAPKKK基因，基于这个突变体的表型，申请人将该基因命名为ILA1(increased leaf anglel)。本发明分离和应用一种包含ILA1基因的DNA片段。其中，所述的ILA1基因是下列核苷酸序列之一：

1)序列表SEQ NO：1中第50-1744位所示的DNA序列；或

2)编码与1)编码的蛋白质相同的蛋白质的DNA序列；或

3)1)和2)所包含的亚片断。

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

附图说明

序列表SEQ ID NO：1显示的是本发明分离克隆的包含有ILA1基因编码区的核苷酸序列。

图1.根据插入位点设计引物验证共分离示意图。A表示在插入位点上游设计的引物，B表示在插入位点下游设计的引物，C表示根据T-DNA内部序列设计的引物。在T1代植株中，纯合突变体只有A和C配对可以扩增的出，因为有T-DNA插入A与B配对的产物太大无法得到扩增片段，野生型的植株由于没有T-DNA的插入，只有A和B配对可以得到产物，杂合植株则A和C配对以及A和B配对时都可以扩增得到产物。