[发明专利]利用三种水稻转录因子基因创制观赏型水稻种质的方法

说明书

本发明生物技术领域，涉及利用三种水稻转录因子基因创制观赏型水稻种质的方法，以3种水稻转录因子基因OsMADS6、OsJAG和DL的突变等位基因为原料，通过杂交和分子标记选择技术，将这3种突变等位基因导入到同一种水稻种质中，获得了能稳定遗传、小穗结构独特的三突变体。三突变体的小穗呈现“花中穗”结构，而整个稻穗则由许多“花中穗”结构的小穗组成。由于籼型水稻具有很强的再生能力，三突变体种质可长期保存。本发明所创制的三突变体种质，其花型大而奇特、花期长、易养护、观赏价值极高等特点，可用于培育观赏型水稻，具有很好的应用前景。

技术领域

本发明属于植物生物技术领域，具体涉及利用三种水稻转录因子基因创制观赏型水稻种质的方法。

背景技术

水稻是我国、乃至全世界的主要粮食作物，人们种植水稻的主要目的是获取稻谷、提供主食。稻穗是水稻的一个重要农艺性状，它由若干小穗组成。小穗是水稻籽粒形成的基础，其发育状况直接影响稻谷产量。随着人们生活水平的提高，人们对花卉等观赏型植物的消费支出越来越多，对其种类和品种的多样性需求也越来越高。水稻的小花从外到内依次由内稃和外稃、浆片、雄蕊和雌蕊组成。正常的水稻花朵外形小、花期短而无观赏价值。但水稻具有生长旺盛、株形美观、再生能力强、种植养护简单、且人们对其有天然亲近感等有利因素，若能对其穗部进行改造，开发出具有极高观赏价值的新种质，将具有很好的推广应用前景。

植物的花器官发育是一个由多基因参与调控的复杂生物学过程。上世纪80年代以来，利用双子叶模式植物拟南芥、矮牵牛和金鱼草中的一系列突变体开展研究，植物花器官发育的分子遗传机制研究取得了很大进展，提出了多个由“花器官特征”基因决定的植物花器官发育模型。这些“花器官特征”以MADS基因为主，对植花器官的形态建成起关键作用。水稻有30多个MADS基因在花器官中特异表达。其中，OsMADS6基因对水稻花器形成十分重要，决定着水稻小花中的第2、3、4轮器官的发育，因而被称为水稻关键的 “花特异因子”之一（Ohmori et al, 2009; Li et al., 2011; Duan et al., 2012）。

作为花器官形成的最基本、最关键决定因子，大部分花器官特征基因的功能保守，它们之间相互作用、共同决定花器官发育的时空顺序。尽管花器官特征基因对植物花器官形成起关键作用，但它们并不是唯一的决定因子。近年来发现，在花器官特征基因的上游存在多种类型的调控基因，他们在不同时期、不同部位或不同调控路径中，通过激活或抑制花器官特征基因的表达，参与决定植物花器官的形成。其中，两个含锌指结构域的转录因子基因OsJAG和DL对水稻花器官的形态建成起重要的调节作用。OsJAG主要通过促进B类花器官特征基因的表达，参与决定雄蕊的发育（Horigome et al, 2009; Xiao et al, 2009;Duan et al, 2010）；而DL基因则是控制B类基因的表达范围来调节雌蕊的发育（Nagasawaet al, 2003；Yamaguchi et al, 2004）。这些研究进展为遗传改良水稻的穗部性状、培育出具有观赏价值高的水稻新种质奠定了基础。

发明内容

本发明目的在于提供利用三种水稻转录因子基因创制观赏型水稻种质的方法。这3种水稻转录因子基因分别为一种MADS-box基因OsMADS6，一种C₂H₂型锌指蛋白基因OsJAG和一种含锌指结构域的YABBY家族基因DL。这3种基因均参与水稻小穗发育的调控，这为利用这3种基因改良水稻的穗部性状、从而培育出具有高观赏价值的水稻种质提供了途径。

本发明的技术方案如下：