[发明专利]一种水稻花器官发育调控基因PEH1及其编码的蛋白质和应用

说明书

本发明提供一种水稻花器官发育调控基因PEH1及其编码的蛋白质和应用，所述基因PEH1具有如SEQ ID No:1所示的核苷酸序列；所述SEQ ID No:1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核苷酸序列、等位基因或衍生物；所述蛋白质具有如SEQ ID No:2所示的氨基酸序列，所述SEQ ID No:2氨基酸序列中添加、取代、插入或缺失一个或多个氨基酸而生成的氨基酸序列或衍生物；所述基因PEH1及其编码的蛋白质应用于水稻的花器官发育调节。本发明利用该基因对水稻花器官发育进行调控，为深入研究水稻生殖器官发育的分子机制具有重要的理论及实际意义。

【技术领域】

本发明涉及植物基因工程领域，具体涉及一种水稻花器官发育调控基因PEH1及其编码的蛋白质和应用。

【背景技术】

水稻不仅是单子叶植物基因组研究的模式植物，而且是重要的粮食作物。水稻是世界上三分之一人类的主食，其花不仅是繁殖器官，而且是形成子粒的基础。水稻花的正常发育直接影响稻谷产量和稻米品质，因此水稻花发育的研究一直是水稻遗传育种工作者关注的重点。研究水稻花发育不仅具有重要的理论意义，而且对水稻产量和品质遗传育种具有重要的指导意义。

20世纪90年代，植物发育生物学家通过对拟南芥、金鱼草花的同源异型突变体研究发现双子叶植物的花器官形成由多基因控制，基因之间彼此关联，提出具有里程碑意义的ABC模型(Coen ES and Meyerowitz EM.The war of the whorls:geneticinteractions controlling flower development.Nature,1991,353(5):31～37.)。随着研究的深入和克隆出的花同源异型基因数量的增加，ABC模型延伸为ABCDE模型(TheissenG.,Development of floral organ identity:stories from the MADS house.Curr OpinPlant Biol.,2001,4(1):75-85.)。

通过水稻分子遗传学的研究发现双子叶模式植物拟南芥、金鱼草等物种研究中获得的“ABCDE花器官调控模型”部分适用于解释水稻等单子叶植物花器官发育的分子调控(Yoshida H and Nagato Y.Flower development in rice.2011,J Exp Bot.,62(14):4719–4730；Lombardo F and Yoshida H.Interpreting lemma and palea homologies:apoint of view from rice floral mutants.Front Plant Sci,2015,61(6):1-6.)。目前已克隆多个与双子叶植物拟南芥、金鱼草相应的ABCDE模型基因功能相似、产物同源的MADS-box基因(于新,王建军,王才林.水稻花器官发育的分子机理.分子植物育种,2013,11(4):617-624.)，然而水稻与拟南芥等进化上相差较远，花的形态结构差异较大，水稻花具有与双子叶植物相似的雄蕊和雌蕊繁殖器官，但没有明显的双子叶植物所具有的花萼和花瓣结构，围绕雄蕊和雌蕊繁殖花器官的是与双子叶植物和其他单子叶植物的花萼、花瓣明显不同的外稃、内稃和浆片。