[发明专利]一种调控穗粒数的基因及其应用

说明书

本发明涉及一种调控穗粒数相关基因及其应用。本发明提供一种调控植物农艺性状的方法，所述方法包括调节植物中DUO基因的表达。

技术领域

本发明属于生物技术和植物学领域；更具体地，本发明涉及一种穗粒数调控基因及其应用。

背景技术

随着全球耕地面积的逐年减少，农作物的产量难以维持人类的发展。近些年来，虽然粮食作物的亩产在增加，但总产量难以维持增势。水稻作为全世界一半以上人口的主要粮食作物，如何提高其产量一直是科研工作中的重要课题。

我国栽培的水稻属于亚洲栽培稻(Oryza sativa L.)，主要分为籼稻(Oryzasativa L.ssp.Indica)和粳稻(Oryza sativa L.ssp.Japonica)两个亚种。就其起源，可能是由普通野生稻(Oryza rufipogon Griff.)驯化而来。水稻基因组较小，大约为430Mb，其中粳稻日本晴(Nipponbare)全基因组序列已经被精细测定，而籼稻93-11(93-11)全基因组序列也被鸟枪法测定，为研究水稻基因功能奠定了重要的基础。随着新一代高通量测序技术的面世，为大规模测定物种基因组序列提供了可能。利用高通量测序技术对水稻各品种的基因组进行测序和重测序，鉴定种内及种间序列多态，结合农艺性状的考察和收集，进行关联分析，为水稻基因的研究开辟了新局面。

水稻产量由分蘖数、每穗粒数、结实率和千粒重四个方面构成，每穗粒数是决定水稻产量的一个重要农艺性状，阐明控制每穗粒数的遗传机制对水稻产量提高及品种改良有着重要意义。

目前已知的控制每穗粒数的基因还很少，例如，Gn1a/OsCKX2，OsCKX2编码细胞分裂素氧化酶，该基因通过调控体内细胞分裂素水平来影响每穗粒数。而DEP1和DST基因则是分别调控了OsCKX2的表达，从而影响穗粒数。OsSPL14和OsmiR156协同作用也控制水稻每穗粒数。Spikelet number基因(qTSN4)是从热带粳稻地方品种中克隆的，它是Narrow leaf1(NAL1)基因的一个等位变异，引入籼稻品种IR64会提高每穗粒数和产量。Ghd7编码一个CCT结构域的基因，该基因上调表达不仅延长抽穗期而且极大地提高每穗粒数和产量。与花序分生组织发育相关的基因TAW1突变影响每穗粒数。而与种子芒发育相关的基因Awn-1也调控每穗粒数和单株产量。控制每穗粒数的遗传机制非常复杂，每穗粒数是一个多基因调控的复杂性状，为了充分阐明每穗粒数的控制机制，需解析其调控网络的组分、克隆更多的调控每穗粒数的基因，从而可以更广泛地调控每穗粒数和提高产量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种穗粒数相关基因及其应用。

本发明第一方面提供一种物质的用途，所述物质选自下组：DUO基因或其编码蛋白、或其促进剂或抑制剂，用于调控植物的农艺性状，所述农艺性状选自以下的一种或多种：植物株高、叶长度、叶宽度、穗长、枝梗数目、每穗粒数、单株产量。

在一个或多个实施方案中，所述物质为DUO基因或其编码蛋白、或其促进剂，并且所述调控植物的农艺性状选自以下的一种或多种：增加植物株高、增加叶长度、增加叶宽度、增加穗长、增加枝梗数目、增加每穗粒数、增加单株产量。

在一个或多个实施方案中，所述物质为DUO基因的抑制剂，并且所述调控植物的农艺性状选自以下的一种或多种：降低植物株高、降低叶长度、降低叶宽度、降低穗长、降低枝梗数目、降低每穗粒数、降低单株产量。

在一个或多个实施方案中，所述促进剂选自下组：小分子化合物、核酸分子或其组合。

在一个或多个实施方案中，所述抑制剂是特异性干扰DUO基因转录和/或表达的抑制分子。

在一个或多个实施方案中，所述抑制分子以DUO基因或其转录本作为抑制靶标。