[发明专利]介导水稻穗轴分化的osa-miR167及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及水稻转基因新品种培育，特别涉及一种介导水稻穗轴分化的microRNA在培育转基因水稻新品种方面的应用。

背景技术

水稻是世界上最主要的大宗粮食作物之一，水稻高产与优质新品种的培育成为保证我国粮食安全的重要课题。水稻分蘖与穗轴分化能力决定着水稻单株穗的大小及颖花数量，且制约着水稻产量形成所依赖的单位面积的总颖花数，即“库容量”。水稻穗轴及颖花分化及发育过程，是以复杂的调控因子及其构成的信号分子网络为基础。因此，研究水稻穗轴及颖花分化及发育的分子机理，并挖掘相关调控基因资源，不仅可为认识水稻颖花数量所决定的“库容量”形成的分子机理奠定重要的理论基础，且可为创制高产水稻新品种提供技术保障。

MicroRNA（miRNA）是一类新发现的广泛存在于动物和植物中的非翻译单链小分子RNA（Reinhart et al.,2002，MicroRNAs in plants.Genes & Development 16,1616-1626.;Ambros et al.,2003，A uniform system for microRNA annotation.RNA-a Publication of the RNASociety 9,277-279.）。通过对靶mRNA的剪切或翻译的抑制，miRNA实现了对其靶基因转录水平的表达调控（Bartel,2004，Micro RNAs:Genomics,biogenesis,mechanism,and function.Cell 116,281-297；Jones-Rhoades et al.,2006）。近年来，通过生物信息学预测和小分子RNA克隆的方法，已有大量的植物miRNA被鉴定（Griffiths-Jones,2004，The microRNA Registry.Nucleic Acids Research 32,D109-D111；Griffiths-Jones et al.,2006，miRBase:microRNAsequences,targets and gene nomenclature.Nucleic Acids Research 34,D140-D144.）。越来越多的研究表明，miRNA在植物的生长发育中起着十分广泛的作用（Dugas and Bartel,2004，Micro RNA regulation of gene expression in plants.Current Opinion in Plant Biology 7,512-520；Jones-Rhoades et al.,2006，Micro RNAs and their regulatory roles in plants.Annual Review ofPlant Biology 57,19-53；Yang et al.,2006，MicroRNAs and their regulatory roles in plants.Annual Review of Plant Biology 57,19-53.）。已有研究发现，拟南芥miR172对AP2基因表达的负调控，决定着开花时间及花器官的发育（Aukerman and Sakai,2003，Regulation offlowering time and floral organ identity by a microRNA and its APETALA2-like target genes.Plant Cell 15,2730-2741；Chen,2004，A microRNAas a translational repressor of APETALA2 inArabidopsis flower development.Science 303,2022-2025.）。拟南芥miR164对CUC/NAC类基因的调控是花器官以及子叶正常形成与分离所必须的（Laufs et al.,2004，MicroRNAregulation of the CUC genes is required for boundary size control in Arabidopsis meristems.Development 131,4311-22；Mallory et al.,2004，MicroRNA regulation of NAC-domain targets isrequired for proper formation and separation of adjacent embryonic,vegetative,and floral organs.Current Biology 14,1035-1046.）。此外，拟南芥miR167在调控雄蕊和胚珠的发育中起着至关重要的作用，过量表达miR167能导致拟南芥育性的缺陷（Wu et al.,2006，ArabidopsismicroRNA167 controls patterns of ARF6 and ARF8 expression,and regulates both female andmale reproduction.Development 133,4211-4218；Ru et al.,2006，Plant fertility defects inducedby the enhanced expression of microRNA167.Cell Research 16,457-465.）。相对而言，水稻miRNA的功能研究较少，而与水稻生殖发育相关miRNA的鉴定与功能研究则更少有报道。因此，系统地开展水稻生殖发育相关miRNA的鉴定与功能研究，必将成为揭示水稻生殖发育分子机制的新课题。