[发明专利]水稻剑叶鞘及穗部白化性状基因OsWSSP的克隆及应用

说明书

本申请涉及水稻剑叶鞘及穗部白化性状基因OsWSSP的克隆及应用。本申请首次发现，OsWSSP的启动子发生倒位突变导致该基因编码蛋白的表达量降低，从而引起水稻剑叶鞘及穗部出现白化表型。同时，本申请还开发并验证了与目标基因OsWSSP紧密连锁的分子标记，以用于不同水稻品系及其衍生的杂交种的筛选标记。

技术领域

本申请涉及水稻剑叶鞘及穗部白化性状基因OsWSSP的克隆及应用，属于分子生物学技术领域。

背景技术

水稻是我国重要的粮食作物之一。水稻光合效率关乎稻谷产量，而光合效率与叶绿体的发育及光合色素的含量密切相关。因此，深入解析水稻绿色组织中叶绿体发育的分子机制，对水稻光合效率的提升具有重要意义。水稻中相关研究主要集中在叶片的叶绿体发育调控方面，而其穗部及剑叶鞘叶绿体发育及其光合效率，对稻谷产量的影响研究较为匮乏。

目前，水稻中相关研究主要集中在叶片的叶绿体发育调控方面，人们已利用叶色突变作为两系杂交水稻不育系和杂交种纯种筛选标记，但淡绿色和浅黄色的叶子很难区分，这使得叶色突变作为筛选工具的效率很低。因此，如果能够找到影响水稻穗及剑叶鞘白化的相关基因，将不仅利于深化水稻叶绿体发育的分子机制研究，同时有助于拓展穗轴及叶鞘白化调控基因在水稻杂交育种中的应用研究。

另外，在品种鉴定中，田间种植鉴定虽具有适用范围广泛、鉴定结果可靠等优点，但该方法时间长、效率低、工作量大、结果滞后。一般而言，所需鉴定目标性状大多为数量性状，受环境影响较大，需要具有一定田间检验经验的人员才能保证检测准确性，而DNA指纹图谱技术则具有高效、准确、实验操作简单、不受环境影响等优点，已广泛应用于植物品种真实性鉴定及纯度检测研究。

已知比较成熟、应用比较广泛的DNA指纹图谱技术包括RAPD、ISSR、InDel等，这些技术各有优势。InDel是指在近缘种或同一物种不同个体之间基因组同一位点的序列发生不同大小核苷酸片段的插入或缺失(insertion-deletion)，是同源序列比对产生空位(gap)的现象。由于InDel分子标记具有数量丰富、多态性高、精度高、检测时间短、技术成熟等特点，在植物品种鉴定及纯度检测的方面具有广阔的应用前景。然而，InDel产生主要与基因组的特征和DNA复制错误有关，大部分插入/缺失突变的产生机制现在仍旧未知。由于插入和删除的比例会因为测序错误而增加，并且在这些测序错误区域，真实InDel多态性率也增加，因此，对于在庞大的基因组测序数据中那些数以万计的插入和缺失之处，哪些位置是操作问题、哪些位置是测序错误、哪些位置是真正的InDel变异等问题为获得有效的分子标记引物带来了挑战。

发明内容

本申请首次发现了一种控制水稻孕穗期剑叶鞘以及开花期以及种子灌浆期穗部表现出明显白化表型的基因OsWSSP，以及该基因的CDS编码的蛋白，并进一步确定了该基因或蛋白调控该表型的分子机理。

其中，发明人发现该基因的启动子出现倒位突变，该突变导致目标蛋白表达量降低，从而导致水稻孕穗期剑叶鞘以及开花期以及种子灌浆期穗部表现出白化的表型。

同时，本申请还筛选出了最优的鉴别引物来提高分子辅助育种的效率。具体而言：

本申请提供一种OsWSSP基因，其核酸序列如SEQ ID.NO.1所示或SEQ ID.NO.2所示。

其中，SEQ ID.NO.1为OsWSSP基因的基因组DNA全序列；SEQ ID.NO.2为突变的OsWSSP基因的基因组DNA全序列。

本申请还提供一种启动子，其核酸序列如SEQ ID.NO.5所示或SEQ ID.NO.6所示。

其中，SEQ ID.NO.5为OsWSSP基因的基因组DNA中的启动子序列；SEQ ID.NO.6为突变的OsWSSP基因的基因组DNA中的启动子序列。

上述启动子的差别导致OsWSSP基因对应的蛋白表达量不同。