[发明专利]OsCOL15基因在调控水稻抽穗期中的应用

说明书

本发明涉及OsCOL15基因在调控水稻抽穗期中的应用，OsCOL15基因的序列来自水稻品种日本晴，其cDNA序列如SEQ ID NO：1所示，该基因编码一个具有488个氨基酸的B‑box/CCT锌指蛋白，属于CONSTANS‑like转录因子基因家族。研究发现OsCOL15定位在细胞核中并具有转录自激活活性，并且OsCOL15基因具有节律表达模式。通过遗传转化实验，证明过表达OsCOL15基因在短日照和长日照条件下均延迟水稻抽穗。在水稻光周期开花途径中位于Ghd7和Ehd2的上游。

技术领域

本发明涉及基因工程技术领域，具体地说，涉及OsCOL15基因在调控水稻抽穗期中的应用。

背景技术

控制开花时间(作物中称为抽穗期)是农作物繁殖成功的关键一步，同时也是作物地区适应性和产量潜力的重要因素(Hori等,2016,Theor.Appl.Genet.129:2241–2252)。精确的开花转变是由环境(日长和温度)和内源信号触发的。光周期是监测植物在同一地区相对稳定的重要环境因子，而其他环境因子则逐年变化。

根据光周期的类型，植物通常分为三类：在长日照下促进开花的长日照植物，在短日照下促进开花的短日植物和不受光周期调节的日中性植物。光周期开花的分子机制在拟南芥(长日照植物)和水稻(短日照植物)中已广泛研究(Song等,2015,Plant Biol.66:441–464；Shrestha等,2014,Ann.Bot.114:1445–1458)。在拟南芥中，GI-CO-FT作为核心光周期开花通路在长日照下起作用而在短日照条件下无作用，该通路与水稻的OsGI–Hd1–Hd3a在进化上保守(Song等,2015,Plant Biol.66:441–464)。在短日照条件下，Hd1通过激活Hd3a表达促进抽穗，而在长日照条件下，通过抑制Hd3a表达延迟抽穗(Yano等,2000,Plant Cell12:2473–2484；Hayama等,2003,Nature 422:719–722)。这种Hd1转换活性响应光周期的分子机制最近得到了部分解释(Du等,2017,Mol Plant 10:948–961；Zhu等,2017,J.Exp.Bot.68:553–568)。此外，除了OsGI–Hd1–Hd3a通路，水稻还有一个进化独特的Ghd7–Ehd1–Hd3a/RFT1通路，因为拟南芥缺乏Ghd7和Ehd1的同源基因(Doi等,2004,Gene Dev.18:926–936；Xue等,2008,Nat.Genet.40:761–767；Song等,2015,Plant Biol.66:441–464)。最近报道了多个激活或抑制Ehd1转录调控的开花时间基因(Hori等,2016,Theor.Appl.Genet.129:2241–2252)。Ghd7编码一个类CONSTANS蛋白，在长日照条件下通过抑制Ehd1和成花素基因的表达延迟开花(Xue等,2008,Nat.Genet.40:761–767)。最近的研究也表明Ghd7-Hd1蛋白形成了一个复合体绑定于Ehd1启动子上抑制其表达(Nemoto等,2016,Plant J.86:221–233)。