[发明专利]一种水稻早花时相关蛋白及其编码基因

说明书

本发明公开了一种水稻早花时相关蛋白，属于水稻基因工程领域；该蛋白由SEQ ID No.1所示的氨基酸序列组成；本发明还公开了相应的由SEQ ID No.2所示的核苷酸序列组成的编码基因；本发明还公开了水稻早花时基因。本发明早花时基因控制的开颖时间比其相应的野生型开颖时间提前1.5～2h，开颖时间提前效果显著，为培育早花时不育系、进而提高水稻制种产量提供了一种新的基因和途径；其次，本发明早花时性状受单隐性基因控制，转基因后代或杂交育种后代的鉴定和选择比较简单；本发明的早花时突变体为早花时基因的研究和应用提供了很好的研究材料。

技术领域

本发明属于水稻基因工程领域，具体涉及一种水稻早花时相关蛋白，以及编码该蛋白的基因，还涉及它们在水稻三系制种中的用途。

背景技术

杂交水稻的应用大大提高了水稻单位面积产量，但是由于杂交水稻制种产量低、成本高，相应地农民购种的费用高，提高了生产成本。提高单位面积制种产量是降低杂交稻种子生产成本的关键。

杂交水稻制种产量的主要限制因素是不育系异交结实率偏低，而不育系的开花习性是影响异交结实率的决定因素之一(袁隆平.杂交水稻学.中国农业出版社,2002,246-279)。由于不育胞质的负效应，通常不育系每天颖花开颖时间一般比恢复系迟且分散，制种时容易花时不遇，父早母迟，造成花粉得不到有效利用；而母本盛花时，父本已衰退，无足够的花粉提供给母本，造成不育系许多颖花错失授粉时机而不实减产(马铮等.现代农业科技,2005,5:35-36)。因此，培育早花时品种是从根本上解决水稻制种花时不遇问题的有效途径。此外，水稻抽穗开花期对高温最为敏感，高温将导致结实率下降，产量降低。水稻开花期花时提早可避开中午高温对花粉的伤害，能够有效的缓解高温导致的不实减产(Heslop-Harrison JS等.Annals of Botany,1987,59:505-515)。随着全球气候逐渐变暖，水稻产区夏季遭遇高温热害的几率日益增加，已严重影响了当地水稻的安全性生产。

随着转基因技术的发展，利用转基因技术将早花时基因转育到不育系中是解决水稻三系制种花时不遇的有效方法，而研究和获得早花时基因是利用转基因技术的前提和关键。目前，对于水稻早花时性状的遗传控制机制还不清楚，王建军等(杂交水稻，1991，(5))认为水稻早花时性状受一对显性基因控制，孙义伟等(江西农业大学学报，1993，(A01)：461-464)认为早花时性状并非受一对主效基因控制,属于部分显性；Hideyuki等认为水稻早花时基因受数量基因控制，他们利用回交方法将野生稻中的早花时基因转育到栽培稻中，并将该基因定位于第3染色体上，命名为qEMF3(Hideyuki等，Journal of ExperimentalBotany，2015，66(5)：1227-1236)。从上述可知，目前对于早花时基因的研究还不够深入，对于早花时性状的遗传机制还不清楚，更谈不上早花时基因的克隆和应用了。

四川农业大学水稻研究所于2013年5月在甲基磺酸乙酯(EMS)诱变的宜香1B诱变库中筛选得到一个水稻花时提前突变体，命名为emf1(early-morning flowering 1)，该突变体开颖盛花期比野生型宜香1B提前1.5～2h。遗传分析发现其F₂群体的正常花时植株与早花时植株的分离比例接近3：1，说明该早花时性状由单隐性基因控制；并将该基因定位于第一染色体长臂上Osl-86.51和Osl-86.57标记之间的158kb的区间内，在此区间内共存在19个候选基因(刘娟，四川农业大学硕士论文，2016)。目前这19个候选基因还都没有被克隆，也尚未确定是哪个候选基因控制早花时性状。

到目前为止，尚未有控制早花时性状的基因被克隆及应用。

发明内容：

针对目前水稻三系制种中存在的不育系与恢复系之间因花时不遇造成的制种产量低、生产成本高等问题，本发明目的在于提供一种水稻早花时相关蛋白。

本发明第二目的在于提供编码上述相关蛋白的基因。

本发明第三目的在于提供上述基因在水稻制种上的用途。