[发明专利]水稻侧根发生控制基因OsHK1及编码的蛋白质

说明书

技术领域

本发明涉及水稻侧根发生控制基因，具体涉及水稻侧根发生控制基因OsHK1及编码

的蛋白质。

背景技术

植物根系主要可分为直根系和须根系，水稻根系构型为须根系。须根系植物的根系由种子根、不定根和侧根组成，由于庞大的侧根，极大的增加了水稻从外界吸收水分和矿物质的能力。在高等植物中，侧根起始于主根上特定的细胞层－中柱鞘，根据其所背邻的维管组织，可将其分为两种细胞类型：在双子叶植物拟南芥中，侧根起始于临近木质部的中柱鞘细胞；在如水稻、玉米谷类作物中，侧根起始于临近原生韧皮部的中柱鞘细胞。水稻侧根的发育过程与拟南芥比较相似，首先两个临近的中柱鞘细胞进行垂周分裂，继而进行多次的垂周、平周分裂，原基逐渐膨大，并逐步穿过皮层，到最终突破表皮。水稻侧根的发育增强，对水稻生长及高产具有重要意义。如授权公告号为CN102268081的发明专利，就公开了水稻侧根控制基因OsIAA11及编码的蛋白质，该水稻侧根控制基因OsIAA11是从Osiaa11突变体中克隆的基因，具有控制水稻侧根发育的功能，可培育出侧根控制功能较好的转基因水稻。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种水稻侧根发生控制基因OsHK1及编码的蛋白

质，该控制基因OsHK1及编码的蛋白质可以使水稻对细胞分裂素不敏感，从而选育出控制侧根发生和生长的转基因水稻。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：水稻侧根发生控制基因OsHK1，该控制基因OsHK1全长为5964bp（OsHK1基因号：LOC_Os02g50480），其中CDS长为2994bp，CDS的核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示。若CDS核苷酸序列中在466bp处添加了如SEQ ID NO：3所示的44bp序列，成为突变体Oshk1-1水稻。或者CDS核苷酸序列中在2923bp处的胞嘧啶（C）突变为胸腺嘧啶（T），成为突变体Oshk1-2水稻。

本发明的基因改进：核苷酸序列还包括在SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列中其它的添加、取代、插入和缺失一个或多个核苷酸生成的突变体、等位基因和衍生物。

水稻侧根发生控制基因OsHK1编码的蛋白质，该蛋白质的氨基酸序列如SEQ ID NO：2所示，当控制基因OsHK1的CDS核苷酸序列中在466bp处增加了如SEQ ID NO：3所示的44bp序列时，造成翻译提前终止，编码产物只有如SEQ ID NO：4所示的176个氨基酸，突变的氨基酸位置位于CHASE结构域。当CDS核苷酸序列中在2923bp处的胞嘧啶突变为胸腺嘧啶时，氨基酸序列中975位的脯氨酸替换成了丝氨酸，该位点位于接收域。

本发明的蛋白质改进：氨基酸序列还包括在SEQ ID NO：2所示的氨基酸序列中其它的添加、取代、插入和缺失一个或多个氨基酸生产的衍生物。

与现有技术相比，本发明的优点在于水稻侧根发生控制基因OsHK1及编码的蛋白质，控制基因OsHK1全长为5964bp，其中CDS长为2994bp， CDS的核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示，编码的蛋白质的氨基酸序列如SEQ ID NO：2所示，该控制基因OsHK1中CDS的添加、取代、插入和缺失一个或多个核苷酸生成的突变体，其编码的蛋白质表现为使水稻对细胞分裂素不敏感，而细胞分裂素抑制水稻侧根的发生但促进已生成的侧根的伸长，导致突变体侧根能正常发生，极大的增加了水稻从外界吸收水分和矿物质的能力。通过利用该基因对水稻品种进行转基因改造，因此本发明提供了水稻侧根发育的分子调控机制，并为通过基因工程手段调控水稻根系结构提供了基础。 

附图说明

图1为水稻细胞分裂素不敏感突变体Oshk1-1和野生型秀水63在正常条件和0.2μM 6-BA处理7天后的全株照（A）和根部照（B）；

图2为基因和编码的蛋白质的结构图和突变位点，图2中，A是基因结构和突变位点（箭头所指）；B是蛋白质结构和突变方式（箭头所指），数字代表对应功能域的氨基酸位点；

图3为功能互补实验T1代转基因水稻的表型（A）和两个回复株系（OV1和OV2）的RT-PCR检测图（B）；

图4为转基因回复载体pCAMBIA-1300的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1