[发明专利]水稻抽穗期基因OsPRR73及其应用

说明书

本发明公开了水稻抽穗期基因OsPRR73及其应用。本发明提供了蛋白OsPRR73、编码蛋白OsPRR73的DNA分子或含有编码蛋白OsPRR73的DNA分子的重组载体在调控植物抽穗期中的应用。本发明将OsPRR73基因转入野生型水稻中，得到转基因水稻。与受体水稻相比，转基因水稻中OsPRR73基因过量表达，其在长日照条件下提前，短日照条件下延迟。为培育抽穗期改变的转基因植物奠定基础。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，具体涉及水稻抽穗期基因OsPRR73及其应用。

背景技术

水稻是我国主要的粮食作物之一，水稻产量在保障国家粮食安全问题上具有重要地位。适宜的生育期是水稻高产高效生产的重要前提。生育期偏长的品种，经常因后期不利天气因素的影响，面临减产的风险，且不利于后期作物的种植。近年来，随着我国经济社会的快速发展，农村劳动力的急剧减少和土地经营制度的不断改革，水稻生产规模化的经营方式促使以直播稻为主的轻简化栽培方式得到了极大推广。然而，由于直播稻没有秧田期，在双季稻区、轮作稻区及东北稻区，均要求直播稻品种具有较短的生育期且能维持较高的产量，培育生育期较短的水稻品种已经成为各稻区水稻育种的未来发展趋势。因此，挖掘具有早抽穗特性的功能基因，解析其作用机制，以此为基础，利用分子标记辅助选择或基因编辑技术对水稻品种生育期进行改良，对于增强水稻品种适应性、推广轻简化栽培方式具有重要的科学、实践和社会意义。

在生产上，生育期偏短的水稻品种，因为缩短了营养生长期，前期的营养物质储备下降，往往会导致减产。因此，挖掘和利用缩短生育期同时不减产的功能基因，一直是水稻遗传育种学研究工作的热点和难点，目前只有少数基因被报道具有缩短生育期且高产的早熟特性。OsNRT1.1A，编码一个硝酸盐转运蛋白，参与了氮素利用和开花时间的调控。该基因突变体osnrt1.1a的氮素利用率下降，同时开花时间延迟；而过表达OsNRT1.1A，则可以极大地改善氮素利用率和产量，同时显著地缩短生育期。Ef-cd，编码一段长链非编码RNA（IncRNA），该基因可以通过正调控抽穗期基因OsSOC1的表达，提高成花素基因Hd3a和RFT1的表达水平，在不同纬度地区可以使水稻生育期缩短7~20天，同时Ed-cf还通过提高氮素利用率及光合效率实现水稻的早熟与稳产。

挖掘和研究更多的具有早熟特性的功能基因，解析它们之间的内在联系和分子调控机制，对水稻早熟品种的培育具有重要的理论和现实意义。OsPRR73是水稻生物钟系统的核心组分之一，是一个转录抑制因子。本发明中，过表达OsPRR73，在长日照条件下（日照长度大于13.5h）可以使水稻生育期缩短，且单株产量不下降，在短日照条件下（日照长度小于12.5h）可以使水稻生育期延迟。OsPRR73的功能和应用研究，有助于水稻品种生育期的改良，对于品种种植区域扩展具有重要意义。

发明内容

本发明的首要目的是提供一种水稻抽穗期基因，及其核苷酸序列与包含该基因的重组载体。发明人通过在水稻植株中过表达OsPRR73基因，发现转基因植株水稻在长日照条件下，抽穗期显著提前，且产量不下降；在短日照条件下，显著延迟，即成功改变了目的植株的抽穗期。

本发明的一个目的是提供一种多肽，即蛋白OsPRR73，其氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示。将蛋白OsPRR73的编码基因导入目的植物，使目的植物过表达该多肽，即可使该植物的抽穗期在长日照条件下大幅提前，在短日照条件下延迟。