[发明专利]控制油菜株高的基因ED1及其应用

说明书

本发明公开了一种控制油菜株高的基因ED1及其在油菜矮杆品种选育中的应用。通过精细定位从油菜极端矮杆突变株ed1中克隆得到与株高相关的突变基因ED1，该基因位于C5染色体，与基因BnaIAA7相比，基因ED1包含一处错义的碱基突变，即在序列260处存在C至T的置换。利用植物表达载体将基因ED1转化到油菜中，可以高效准确对油菜品种进行降杆，自身启动子驱动基因ED1，杂合植株株高降低34%，纯合植株株高降低80%；当基因ED1是35S启动子驱动时，杂合株系株高会降低74%，纯合株系株高降低达89%。

技术领域

本发明属于植物分子育种领域，具体涉及一种控制油菜株高的基因ED1及其在油菜矮秆分子育种中的应用。

背景技术

我国四大主要油料作物包括油菜、大豆、花生及向日葵，油菜居首。油菜也是我国继水稻、小麦、玉米、大豆之后的第五大农作物及国产食用油的第一大来源。菜籽油是中国传统食用油，占国产油料作物产油的比例约为57％(王汉中，2010)。建国以来，我国油菜生产成功实现了三次重大跨越，取得了显著的成就。但是，我国油菜单产仍然落后于加拿大等国家。因此，提高油菜单产则是我国油菜进一步发展的重大目标。

株高是作物重要的农艺性状之一，与植株抗倒伏性有关(Hedden et al.,2003)。然而，随着杂种优势的成功利用，株高也有所增高，抗倒伏则成为稳产保质的关键。适度矮化的作物品种不仅抗倒伏性增强，而且更适合于机械化收获。因此，矮杆性状(基因)在农作物上的重要应用价值受到了育种家的关注。20世纪50-60年代兴起的第一次“绿色革命”取得了巨大成功，矮杆品种得到大面积推广，显著提高了世界小麦和水稻的产量(Evensonand Gollin,2003；Peng et al.,1999)。

目前，科学家利用拟南芥、水稻、小麦、豌豆和番茄等矮杆突变体的研究，对作物株高调控的分子机理有了深入的认识。研究表明，矮杆性状多数与激素的合成和信号途径相关，其中赤霉素(Gibberellin,GA)和油菜素类酯(Brassinosteroid,BR)是决定株高性状最主要的两类因子。少数植物矮化突变与生长素(Indole-3-acetic acid,IAA)、独脚金内酯(strigolactones,SL)和细胞壁合成途径等有关(Tanaka et al.,2003)。矮秆基因能直接导致植株形态学或细胞学发生变化，影响细胞的大小和数目，从而引起植株的矮化表型。

与水稻、小麦和玉米等粮食作物相比，油菜植株高大、分枝以及分枝间交叉多，机械化收获困难。在油菜生产中，倒伏可造成多达10-30％的减产，且含油量显著降低。另外目前油菜株高数量性状的研究基本还停留在初步定位阶段，近来主要检测到了一些控制株高性状的QTLs。然而，油菜矮杆突变资源的利用和矮杆机理研究比较滞后，相关的报道也较少。

发明内容

本发明的目的在于提供一种控制油菜株高的基因ED1及其在油菜矮杆品种选育中的应用，通过将基因ED1转化到油菜中，可以高效准确对油菜品种进行降杆。

为了实现上述目的，本发明通过以下方案实现：

一种控制油菜株高的基因ED1，该基因位于C5染色体，与基因BnaIAA7(编码油菜IAA7蛋白)相比，基因ED1包含一处错义的碱基突变，即在序列260处存在C至T的置换，核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，编码的氨基酸在第87位为亮氨酸，氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。