[发明专利]水稻转录因子WRKY53在MAPK级联信号通路中的应用

说明书

水稻转录因子WRKY53在MAPK级联信号通路中的应用，涉及水稻的遗传育种领域，尤其涉及水稻转录因子WRKY53在MAPK级联信号通路中的应用。本发明首次阐明WRKY53是MAPK级联信号通路的底物，正向调控水稻叶夹角和粒型。为水稻株型育种提供重要理论依据，对筛选水稻高产新株型具有重要的参考价值。在水稻叶倾角的调控上，WRKY53是MAPK级联信号的直接靶基因；在粒型的调控上，WRKY53是MMAPK级联信号的微效靶基因。本发明应用于水稻的遗传育种领域。

技术领域

本发明涉及水稻的遗传育种领域，尤其涉及水稻转录因子WRKY53在MAPK级联信号通路中的应用。

背景技术

水稻叶倾角和粒型是影响作物产量的重要农艺性状，以叶倾角和粒型为指标，筛选水稻高产新株型，合理规划种植密度，实现作物产量的提高不失为一种有效的手段。水稻MAPK级联信号被报道能够参与调控水稻的病原体防御反应、机械损伤防御方应，以及水稻株型的调控等生物过程。此外，在株型调控方面，主要参与调控水稻叶倾角和粒型的发育。MAPKKK10突变体smg2-1表现为叶倾角变小、粒型变小等表型；而组成型激活的MAPKKK10过表达转基因水稻呈现出粒型增大的表型特征。MAPKK4突变体smg1-1表现为叶倾角变小、粒型变小等表型；而组成型激活的MAPKK4过表达转基因水稻表现为叶倾角增大、粒型增大的表型特征。MAPK6突变体dsg1表现为叶倾角直立、粒型变小等表型；而组成型激活的MAPK6过表达转基因水稻表现为粒型增大的表型特征，说明MAPKKK10-MAPKK4-MAPK6能够正向调控水稻叶倾角和粒型的发育。水稻转录因子OsWRKY53在MAPKKK10-MAPKK4-MAPK6级联信号中的作用机制还不清楚。

发明内容

本发明的目的是首次阐明WRKY53在MAPKKK10-MAPKK4-MAPK6信号通路中的作用机制，为水稻株型育种提供重要理论依据，对筛选水稻高产新株型具有重要的参考价值。

本发明提供水稻转录因子WRKY53在MAPK级联信号通路中的应用。

进一步的，所述水稻转录因子WRKY53是MAPK级联信号通路的底物，正向调控水稻叶倾角。

所述水稻转录因子WRKY53是MAPK级联信号的直接靶基因。所述直接靶基因是指MAPK级联信号下游的直接作用底物。

进一步的，所述水稻转录因子WRKY53是MAPK级联信号通路的底物，正向调控水稻粒型。

所述水稻转录因子WRKY53是MAPK级联信号的微弱靶基因。

由于WRKY53在颖壳发育的调控上，主要调控细胞的延伸，微弱调控细胞的扩增，将其定义为微弱靶基因

所述MAPK级联信号为MAPKKK10-MAPKK4-MAPK6级联信号。

本发明的有益效果：

本发明首次阐明WRKY53是MAPKKK10-MAPKK4-MAPK6信号通路的底物，正向调控水稻叶夹角和粒型。

本发明通过基因敲除和杂交的方式获得CAMAPK6 wrky53和MKP1RNAi wrky53双突变体，表型观察发现双突变体能将CAMAPK6和MKP1RNAi粒型增大的表型进行完全恢复，并在一定程度上使得叶倾角显著变小。说明在叶倾角和粒型的调控上，WRKY53作用于MAPK6和MKP1的遗传学下游。

本发明通过遗传转化手段，将WRKY53基因在smg2-1和dsg1中过量表达，获得smg2-1 WRKY53OE和dsg1 WRKY53OE双突变体，双突变体较单突变体相比，能够将单突变体叶倾角变小、粒型变小的表型进行完全恢复，表现出叶倾角增大、粒型增大的表型。说明在叶倾角和粒型的调控上，WRKY53作用于MAPKKK10和MAPK6的遗传学下游。