[发明专利]一种水稻抽穗期相关蛋白质及其编码基因与应用

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种水稻抽穗期相关蛋白质及其编码基因与应用，属于植物基因工程领域。

二、背景技术

水稻是全世界最重要的粮食作物，全球有超过100个国家种植水稻(Fitzgerald M A,et al, PlantSci,2009,14(3):133-139)。稻米为全世界人口提供了21％的热量和15％的蛋白质(Fitzgerald MA,etal,PlantSci,2009,14(3):133-139；MiuraK,et al,Trends Plant Sci,2011,16(6):319-326)，为我国人口提供70％热量和65％的蛋白质(谢新华等，广东农业科学，2003，30(6)：2-4)，保障水稻产量对全世界尤其对我国粮食安全至关重要。选育高产优质多抗的水稻新品种已经成为各国育种家的重要目标。

抽穗期是决定水稻品种对地域与季节适应性的重要农艺性状。水稻品种的抽穗期主要由品种的感光性、感温性和基本营养生长性所决定，感光性、感温性和基本营养生长性的强弱及其组合不同，导致了水稻抽穗期的多样性及其遗传表现的复杂性(Chang T T，et al,Euphytica, 1969,18(1):79-91；Tsai K H et al,Rice Genetics,1986,5(6):339-349)。水稻抽穗期的遗传方式既有数量性状的遗传特点也有质量性状的遗传特点，不同品种表现出不同的遗传特点，即使同一品种的抽穗期也会由于温光条件的不同而表现出不同的遗传方式(胡时开，等，中国水稻科学，2012，26(3)：373-382.)。水稻品种的抽穗期的长短是由其内在的遗传发育机制和外在的环境因素(光照和温度)共同决定的，这使得水稻抽穗期的遗传机制非常复杂。国内外的研究者通过不断研究，发现了许多抽穗期相关的位点，Gramene(http://www.gramene.org/) 网站已公布的抽穗期相关QTL已经达到618个，分布于水稻全部12条染色体上，其中只有30 多个抽穗期相关基因(QTL)被克隆。主要原因是传统的定位群体(如F₂/F₃、BC_l、DHs和RILs) 内QTL之间存在较复杂的互作和个体间遗传背景的干扰，使对QTL的估计不准确，精细定位和克隆就更困难。

染色体单片段代换系可以消除群体内遗传背景的干扰，将复杂性状分解为简单性状，已成为复杂性状QTL精细定位和克隆研究的理想材料。利用染色体单片段代换系精细定位更多抽穗期基因(QTL)，并研究其功能和抽穗期的调控网络，在指导水稻育种实践和品种推广上都具有重大的意义。

三、发明内容

技术问题：

本发明提供一种水稻抽穗期相关的蛋白质及其编码该蛋白质的基因，以及该蛋白质及其编码基因与应用。

技术方案：

本发明提供一种控制水稻早抽穗基因qhd7.4编码的相关蛋白质，该蛋白质具有SEQ ID No.29所示的氨基酸序列。该蛋白质还包括在SEQ ID No.29所示的氨基酸序列中添加、取代、插入或缺失一个或多个氨基酸且与水稻黄绿叶相关的由SEQ ID No.29衍生的蛋白质。

本发明的另一方面，提供了编码上述蛋白质的qhd7.4基因，具有SEQ ID No.30所示的核苷酸序列。qhd7.4基因还包括在SEQ ID No.30所示的核苷酸序列中添加、取代、插入或缺失一个或多个核苷酸而生成的突变体、等位基因或衍生物。

所述的基因可以在水稻品种抽穗期改良中得到应用。

有益效果：

本发明提供了一种水稻抽穗期相关蛋白质及其编码基因，该编码一种以35个简并氨基酸为重复单位连续排列组成的蛋白(Pseudo-response regulator，PRR)。

广陆矮4号中的qhd7.4与日本晴序列相比存在10个单核苷酸变异和1个8bp的缺失，8 bp缺失位点后产生一个蛋白翻译终止密码子，造成qhd7.4翻译编码提前终止，基因功能缺失后最终不能抑制Ehd1和下游Hd3a/RFT1的表达，导致广陆矮4号抽穗期提早，该基因可以用于水稻育种中改良抽穗期，达到早抽穗期的育种目标。

四、附图说明

图1是早抽穗期基因qhd7.4及其近等基因系在海南三亚和江苏南京的表型图

(A为南京表型；B为三亚表型；A、B中左侧为含有qhd7.4基因的水稻品种广陆矮4号，右侧为为含有qHD7.4基因的广陆矮4号近等基因系)

图2为南京自然长日照条件下F₂群体中抽穗期表型频率分布