[发明专利]水稻PHI1基因在调控植物光合作用中的应用

说明书

本发明公开了一种水稻PHI1基因在调控植物光合作用中的应用。本发明提供了PHI1蛋白或其相关生物材料在调控植物光合作用中的应用；相关生物材料为表达PHI1蛋白的核酸分子或含有所述核酸分子的表达盒、重组载体、重组菌或转基因细胞系；PHI1蛋白如SEQ ID No.1所示或其经一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加，或序列具有80％以上同源性且具有相同功能的蛋白，或其N端和/或C端连接标签后得到的融合蛋白。在正常生长状态下和干旱条件下，降低目的植物中PHI1基因的表达量，能够明显提高植物的光合效率。本发明对培育逆境条件下的高光效水稻材料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PHI1基因在调控植物光合作用中的应用。

背景技术

在我国，粮食安全始终是重要问题之一。由于人口的增加和可耕地面积的不断减少，对于水稻这样重要的粮食作物，培育更加高产的品种始终是首要的育种目标。水稻产量每一次突破，都离不开新的有利资源的发现与利用。20世纪50年代，水稻矮秆资源的发现及矮化育种的成功，实现水稻产量第一次飞跃；20世纪60-70年代，水稻不育胞质的发现及三系成功配套，使我国的水稻产量实现第二次飞跃；20世纪末，超级杂交稻的培育成功使中国杂交稻的产量提高了20％。超级稻的成功培育主要利用了理想株型和杂种优势。在理想株型中，水稻叶片的适度卷曲是其考虑的一个重要因素之一，其作用已在高产和超高产育种中得到充分的体现。如两系超级杂交稻“两优培九”、培矮64S/E32的骨干亲本培矮64S，叶片卷曲度达60％，E32的剑叶卷曲度达39％；三系超级稻协优9308组合的剑叶卷曲度约15％。卷叶性状对叶片光合生理、群体生态效应及经济性状的影响的研究表明，适度卷叶对塑造个体良好的株型、改善生育后期群体质量、提高产量具有重要的作用。培育高光效作物是种植业的主要目标之一。当前，通过基因工程育种获得具有高光效品种是一种行之有效的方法，而该方法中最关键的技术瓶颈问题是与光合作用用相关基因的筛选与功能发现。

利用构建的突变体库获得相关高光效突变体，克隆控制水稻重要农艺性状的功能基因，为水稻的育种及品种改良提供基础，并为水稻分子育种设计提供理论依据。然而，目前对控制水稻叶片性状的分子基础还知之甚少。

发明内容

本发明的目的是提供水稻PHI1基因在调控植物光合作用中的应用。

第一方面，本发明要求保护PHI1蛋白或其相关生物材料在如下任一中的应用：

P1、调控植物光合作用；

P2、调控植物光合速率；

P3、调控植物光呼吸速率；

P4、调控植物株高；

P5、调控植物叶片卷曲度；

P6、调控植物叶绿素含量；

P7、调控植物抗旱性。

所述相关生物材料为能够表达所述PHI1蛋白的核酸分子或含有所述核酸分子的表达盒、重组载体、重组菌或转基因细胞系。