一种水稻侧根密度相关的编码基因及其应用

摘要

本发明公开了一种水稻侧根密度相关的编码基因及其应用，其为NCED基因的T型等位基因。本发明的NCED基因的T型等位基因能够显著增加陆稻内源的ABA含量，并且使侧根的数目增多，从而使陆稻更加抗旱，从而可以提高在干旱胁迫下陆稻的产量。

权利要求

1.一种编码基因，其序列为SEQ ID NO.1的基因序列或其互补的基因序列。

2.含有权利要求1所述编码基因的可表达载体。

3.权利要求1所述的编码基因或权利要求2所述的可表达载体所表达的蛋白。

4.含有权利要求1所述的编码基因的载体或者水稻种子在水稻育种中的应用。

5.含有权利要求1所述的编码基因的载体或者水稻种子在水稻育种中的应用，所述的水稻为陆稻。

6.含有权利要求1所述的编码基因的载体在提高水稻的侧根密度中的应用。

7.含有权利要求1所述的编码基因的载体在提高水稻抗旱能力中的应用。

说明书

一种水稻侧根密度相关的编码基因及其应用

技术领域

[0001] 本发明属于分子生物学和农业领域，具体而言，涉及一种水稻侧根密度相关的编码基因及其应用。

背景技术

[0002] 农作物的人工选择一般经历了驯化和改良2个过程，驯化过程一般是将野生种变得容易种植和收获，而改良过程则更加注重作物的经济性状，如产量、品质、抗逆性、适应性等。发掘并克隆作物中与改良有关的基因具有重要的意义，将为我们改良农作物提供重要的基因资源。

[0003] 一直以来，干旱问题一直是影响农作物产量的主要因素之一。目前，应对作物特别是水稻的抗旱问题，绝大部分的研究是基于水稻的自然群体，通过过表达一些转录因子、蛋白激酶等基因，达到相应的抗旱的目的。

发明内容

[0004] 本发明提供了一种水稻侧根密度相关的编码基因及其应用，该基因能够提高水稻侧根密度。为了实现本发明的目的，拟采用如下技术方案：

[0005] 9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶(Nced)的基因编号为Os12g0435200(其基因序列为SEQ ID NO.:C)，野生型的基因在1009位的碱基为G而不是A，因此将野生型的NCED基因命名为C型(互补碱基为G)，本发明通过将1009的碱基G替换为A形成具有抗旱作用的等位基因，其基因序列为SEQ ID NO.：1，并将其命名为T型，该等位基因造成基因编码酶的氨基酸从缬氨酸变为异亮氨酸。

[0006] 本发明一方面涉及一种编码基因，其包含SEQ ID NO.:1的基因序列或其互补的基因序列。

[0007] 在本发明的另一方面，本发明还涉及上述由上述编码基因所表达的蛋白。

[0008] 本发明另一方面还涉及含有上述编码基因的载体或者水稻在育种中的应用。

[0009] 本发明还涉及含有上述编码基因的载体在提高水稻侧根密度中的应用，优选的，还包括在提高水稻抗旱能力中的作用。

[0010] 本发明的Nced基因的T型等位基因能够显著增加陆稻内源的ABA含量，并且使侧根的数目增多，从而使陆稻更加抗旱，从而可以提高在干旱胁迫下陆稻的产量。

附图说明

[0011] 图1：2种基因型陆稻的ABA含量；

[0012] 图2：F7重组自交系2种基因型家系ABA含量；

[0013] 图3：2种基因型陆稻的侧根密度；

[0014] 图4：2种基因型陆稻体视镜下的根系照片；

[0015] 图5：F7重组自交系2种基因型家系的侧根密度；

[0016] 图6：F7重组自交系2种基因型体视镜下的根系照片。具体实施方式：

[0017] 实施例1

[0018] 酶联免疫(ELISA)法测量ABA：

[0019] 在温室的控水环境中种植了T型和C型基因型的陆稻(C型和T型均是自然群体中的基因)在陆稻分蘖后的营养生长期间(此时Nced基因是高表达的)，采集20个T型陆稻和17个C型陆稻的叶片(每个0.5g)，使用酶联免疫法进行激素ABA含量的测定。所有的样品在液氮中磨成粉末，用80％的甲醇(含1mmol/L的2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚)过夜萃取。将混合液6000rpm离心15分钟，将上清使用氮气吹干，然后溶入磷酸盐缓冲液(pH＝7.5,1％Tween-20,1％glutin)。测量如图1所示，T型陆稻的ABA含量A显著高于C型陆稻的ABA含量(t-test,P＝0.033)。

[0020] 另外，使用C型水稻IR64与T型陆稻IRAT104构建了F7世代的重组自交系分离群，此分离群包括11个T型家系与12个C型家系。分别测定了2种家系的ABA含量，如图2所示，T型家系的ABA含量要显著高于C型家系的ABA含量(t-test,P＝0.016)。

[0021] 通过以上2个实验，能够得出这样的结论：NCED的T型的等位基因与野生型的C型相比，能够显著提高9-顺式-环氧类胡萝卜素双加氧酶的活性，从而使激素ABA的含量增加。

[0022] 2.不同基因型的陆稻品系及重组自交系品系的侧根的定量

[0023] 在温室模拟陆稻生长环境的条件下，种植了9种C型陆稻和8种T型陆稻品系。生长至分蘖后的营养生长时期时，将其从土中取出并将根清洗干净(此过程要尽量避免伤害到根系系统)。测量了所有的主根长度，统计了主根上长于1cm的侧根的数目，并计算了侧根的密度(每个植株的侧根总数目/每个植株的主根总长度)。每个品系我们各统计了
5个单株并计算了平均值。我们发现，T型陆稻单位长度主根上的侧根平均数要显著高于C型陆稻的数目(t-test,P＝0.009,如图3所示)。图4显示的是C型陆稻与T型陆稻的根系在体视镜下的图片。同时，我们使用同样的方法对对IR64与IRAT104构建的F7代重组自交系不同基因型的家系进行了根系表型的测定，如图5所示，T型家系单位主根上侧根的平均数目要显著高于C型家系的(t-test,P＝0.035)。图6展示的是2种基因型家系的根的表型。

[0024] 通过以上的根系表型测定试验，可以这样的结论：T型陆稻的侧根密度要显著高于C型陆稻的侧根密度。

[0025] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。