[发明专利]一种与水稻抽穗期相关的基因SUS1及其应用

说明书

本发明公开了一种与水稻抽穗期相关的基因SUS1及其应用，该基因的编码区核苷酸序列如SEQ ID NO:3所示。本发明的基因影响水稻抽穗期。利用基因编辑技术编辑基因SUS1，编辑家系可显著延长水稻抽穗期。SUS1基因今后可以作为一个影响水稻抽穗期的基因应用于水稻育种工作中，具有巨大的开发价值和应用前景。

技术领域

本发明属于农业生物工程技术领域，涉及一种与水稻抽穗期相关的基因SUS1及其应用。本发明还涉及该基因编码的多肽序列，以及通过基因编辑技术推迟水稻品种抽穗期的方法。

背景技术

水稻是我国重要的粮食作物，也是保证我国粮食安全的重要作物。由于水稻是感光作物，抽穗期的长短直接决定了其种植区域，甚至产量，因此改变品种的生育期可有效拓宽其种植范围，并可能影响稻米产量。

水稻抽穗期是一个复杂的数量性状，前期研究者从突变体入手，利用图位克隆等方法克隆到影响水稻抽穗期的基因，例如EHD4，DHD4等，突变体的发现为水稻遗传改良提供了更多的选择。但水稻在全世界分布广泛，遗传多样性高，研究者通过双亲本QTL定位等方法克隆到多个抽穗期相关基因，例如DTH8，EHD1等。这些基因的克隆为水稻育种提供了可用的基因资源。但在水稻育种中，对于抽穗期的调控集中在10天左右，甚至5天左右，而效应值大的抽穗期位点对抽穗期的影响往往较大，且影响产量，不能满足水稻育种对于抽穗期改良的需求。因此，小效应基因对抽穗期的影响较弱，更适合现代育种，以调整水稻品种的区域适应性。所以，发掘效应值小的基因位点可以为现代育种提供更好的基因选择，达到快速利用的效果。

在水稻其他性状上，例如粒长等，利用粳稻自然变异群体进行基因单倍型分析已经显示出明显优势(Si et al.,2016)，但在粳稻自然变异群体对抽穗期的研究较少。对粳稻自然变异群体中影响抽穗期的基因的认知还十分有限。

SUS家族基因是一类负责蔗糖合成的基因，主要参与到库容强度、淀粉的合成、各种组织细胞的构建和植物抗逆性等途径。水稻中报道的蔗糖合成酶的活性，以及可能编码蔗糖合酶的基因，是一种有价值的资源，可以将中国水稻品种桂朝2号和七桂早的产量特性转移到美国水稻品种中。通过参与到泛素-蛋白酶体途径，调节体内乙烯水平的变化，调节叶片的衰老和籽粒大小(Chen et al.,2013)。OsDRF1可以是防御相关基因上调表达，显著增强植株的抗病性(Cao et al.,2018)。但我们对于SUS类基因对于水稻抽穗期的影响的认识还非常有限。

发明内容

本发明的目的在于提供一种与水稻抽穗期相关的水稻SUS1基因及其编码的蛋白和在调控水稻水稻抽穗期中的应用。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种水稻SUS1基因，本发明通过对群体的SUS1基因以及启动子变异检测，发现了该基因与水稻抽穗期相关，并利用基因编辑技术构建转基因植株，验证了敲除SUS1基因可以延长水稻抽穗期。该基因具有如下(1)或(2)所述的核苷酸序列：

(1)如SEQ ID NO:3所示的编码区核苷酸序列；

(2)与如SEQ ID NO:3所示的核苷酸序列具有90％以上的同源性，且编码相同功能蛋白质的核苷酸序列。

该基因具有如SEQ ID NO:2所示的基因组核苷酸序列。

上述水稻SUS1基因编码的蛋白也属于本发明的保护范围。该蛋白具有如下(a)或(b)所示的氨基酸残基序列：

(a)如SEQ ID NO:1所示的氨基酸序列；

(b)将SEQ ID NO:1所示的氨基酸序列经过一个或若干个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加衍生得到的具有相同功能的氨基酸序列。