[发明专利]一组控制水稻抽穗期的DTH2基因及其单倍型和应用

说明书

技术领域

本发明属于基因工程技术领域，具体涉及一组控制水稻抽穗期的DTH2基因及其单倍型和应用。

技术背景

抽穗期是一个重要的农艺性状，并且可能在作物的驯化过程中被选择(Izawa T.Journal of Experimental Botany 58：3091-3097(2007))。栽培稻目前分布在世界范围内的从北纬53°到南纬40°之间的广大地区(Chang T.T.Euphytica 25，425-441(1976))。然而，亚洲栽培稻的祖先普通野生稻，主要分布在南亚，东南亚和澳大利亚北部，其分布的最北限位于北纬28°的东乡野生稻。水稻驯化的一个重要目的是产生适应各地区种植的水稻品种，从而扩大栽培面积。影响栽培稻向北扩张的主要限制因素就是抽穗期。在高纬度地区(例如亚洲东北部)，早抽穗和对光周期不敏感的特性，保证了水稻能在寒冷天气来临之前种子发育成熟。因此，为满足日益增长的人口对粮食的需求，寻找能扩大栽培稻种植面积的关键基因，并克隆相应基因，阐明其遗传基础和分子机理，对培育广适性水稻品种具有重要的理论和实践意义。

水稻品种的抽穗期主要由其感光性、感温性和基本营养生长性决定(Chang T T，Li C C，Vergara B S.(1969)Euphytica，18：79～91；Tsai K H.(1985)Rice Genet Newslett，2：77～78；Tsai K H.(1986)In：Rice Genetics.International Rice Research Institute，339～349)。水稻品种感光性、感温性和基本营养生长性组合的多样性，使得抽穗期的遗传表现异常复杂，经典遗传学和分子遗传学都证明抽穗期是由少数质量性状基因和多个数量性状基因(QTL Quantitative Trait Locus)控制的。到目前为止，已经有20个水稻抽穗期基因被克隆，其中有6个是通过精细定位图位克隆的途径克隆的。如Hd1，Hd6，Hd3a，Ehd1，Ghd7和DTH8(Yano，M.et al.(2000)Plant Cell 12，2473-2483；Takahashi，Y.，Shomura，A.，Sasaki，T.& Yano，M.(2001)Proc Natl Acad Sci USA 98，7922-7927；Kojima，S，，Takahashi，Y.& Kobayashi，Y.(2002)Plant Cell Physiol 43，1096-1105；Doi，K.et al.(2004)Genes.Dev.18，926-936；Xue，W.Y.et al.(2007)Nat.Genet.40，761-767；Wei，X.J.et al.(2010)Plant.Physiol.153，1747-1758)。对于抽穗期基因来说，由于各地光周期的差异，不同地区的人可能会选择不同类型的光敏感材料以适应当地的光照条件。研究发现Hd1和Ghd7的等位基因的自然变异和水稻的分布区有关，但Hd1和Ghd7的等位变异对于品种抽穗期的改变过于剧烈，对其它基因也有很强的上位作用，因此，在品种抽穗期的改良上很难应用。而微效基因的改变较易适应环境的缓慢变化，更具有适应性，在育种上有重要意义。另外判断一个基因是否是驯化基因，主要看该基因在野生稻中的等位基因类型对人类是无利的，而经过驯化以后栽培稻中的等位基因类型对人类是有利的。即人类驯化选择了对人类有利的性状，但并不是所有的有利性状都是驯化的。