[发明专利]一种调控植物表型的蛋白OsGRF6及其编码基因

说明书

技术领域

本发明涉及生物技术领域，尤其涉及一种调控植物表型的蛋白OsGRF6及其编码基因。

背景技术

水稻是我国的主要粮食作物，近十来年，随着经济的发展，耕地面积减少，稳定和提高水稻总产量唯有依靠单产的提高。而水稻株型改良对提高单产具有重要的作用。水稻株高是控制水稻产量的重要农艺性状，主要由水稻节间的伸长调节。水稻最上节间的伸长可以促进幼穗的抽出，进而开花、授粉和灌浆。植株过高容易引起倒伏而减产。矮化育种是水稻育种上的一个重大突破，黄耀祥院士于50年代总结提出作物生态育种决策，开创水稻矮化育种，促进我国籼稻矮秆化，被誉为“中国矮秆水稻之父”。70年代发现和利用新的具有sd-g的矮性基因源，开创丛生快长高光效、高产株型育种，达到穗数和穗重在较高水平上的结合，使稻谷产量大大提高。因此，发掘和鉴定控制水稻株高的基因，开展株高基因定位、克隆及作用机理等方面的研究，实现对于水稻株高的定向改良，具有十分重要的理论意义和应用价值。

水稻植株矮化一般认为是矮秆基因的作用导致水稻植株形态学或细胞学的变化，如节间变短和细胞个数减少等；同时，基因的表达还受到外部环境和内源条件的影响。而植物激素几乎参与水稻生长发育的整个过程，它们既可以独立地发挥生理作用，也可以通过与其他激素或基因的相互作用来精确地调节植物的发育。目前通过对拟南芥和其他植物矮秆突变体的研究表明，赤霉素和油菜素类固醇(Brassinosteroid,BR)是决定植株高度的两个重要的激素，少数植物矮化突变与生长素(Auxin,IAA)有关。水稻矮化突变体dwarf1(d1)是GA钝感型突变体，表现为矮化、叶宽且呈墨绿色、花序紧密。研究表明，水稻dwarf1基因编码的是GTP结合蛋白，该蛋白在植物的生长发育中发挥着重要作用。水稻slr1突变体是由于SLR1基因失去功能的突变而导致的突变体，SLR1基因编码的产物是GA信号传导的抑制剂，与拟南芥的GA1和RGA、小麦的Rht、玉米的d8及大麦的SLN1基因编码的产物类似，都是调控株高的一类蛋白。SLR1蛋白定位于细胞核，在细胞核中发挥作用，来调控GA信号传导，GA上游信号能促进SLR1蛋白的快速降解，从而使GA信号能传导到下游。brd1的矮化突变体表现为典型的BR缺乏症状：茎秆严重矮化，株高只有10-30cm；叶片弯曲僵硬，呈畸形；根冠、穗形和谷粒等偏小。在外施BR复合物后能恢复部分生长性状，是BR缺失型突变体。Mori等发现，在黑暗中，brd1表现出结构型光形态建成的特性，及暗中去黄化。内源BR含量分析发现，BR合成途径中的BR-6-氧化酶减少，进一步分析发现，水稻中BR-6-氧化酶基因os-BR6ox缺失了0.2kb片段。

通过基因工程手段调控农作物生长，可以使生产成本更低廉、效益更高。近年来，已经克隆了很多与株高密切相关的基因。如拟南芥中的GA1、RGA，玉米中的d8，小麦的Rht，大麦中的SLN1，水稻中的Dwarf1等，利用这些基因控制GA或者BR的生物合成或者信号传导从而获得适合的株高，将是未来生产的重要。

OsGRF（Oryza sativa-GROWTH-REGULATING FACTOR）家族类蛋白是一类植物所特有的具有转录因子特性的蛋白，目前研究的较少。OsGRF1基因首先在水稻中被克隆，该基因具有明显的细胞核定位，其表达受到赤霉素的快速诱导，在拟南芥植株中过量表达水稻中的OsGRF1基因会导致拟南芥花序轴发育受抑制，推测该基因可能和GA信号传导途径有关。到目前为止，水稻基因组中GRF基因家族已有12个成员被鉴定出来。在拟南芥基因组中已经报道的GRF类基因一共有9个成员。AtGRF类基因在调控拟南芥叶片发育中起着重要的作用，该类基因的C末端具有明显的转录激活活性。在酵母双杂交筛库寻找AtGRF类蛋白的互作蛋白时，找到了互作蛋白AtGIF1。AtGIF1通过N末端结构域与AtGRF1蛋白进行互作。通过突变体研究发现gif1呈现叶片以及花瓣变窄的表型，而GRF基因表达量的减少会加剧这种表型。拟南芥中一共有三个GIF基因，它们的三突变体会导致花器官发育异常，叶片变窄小。

目前，GRF类基因家族在水稻中的研究还比较少，该类基因参与的生物学过程还不清楚。2000年，研究人员发现OsGRF1基因受GA的诱导表达，且具有明显的细胞核定位，可能作为转录因子形式功能。

发明内容

本发明的目的是提供一种调控植物表型的蛋白及其编码基因。

本发明提供的蛋白，是如下（a）或（b）：