[发明专利]DWTl基因的应用及恢复DWTl基因缺失导致水稻矮杆的方法

说明书

本申请是申请号为201210086493.6，申请日为2012.3.28，发明名称为《水稻矮杆株系创制的方法及其用途、恢复矮杆性状的方法》的分案申请。 

技术领域

本发明涉及的是一种生物工程技术领域中的水稻株系创制的方法，具体是一种DWTl基因的应用及恢复DWTl基因缺失导致水稻矮杆的方法。 

背景技术

水稻是我国最主要的粮食作物之一，我国有60%以上人口以稻米为主食，是世界上最大的稻米生产国和消费国。我国水稻年播种面积3000万公顷，占世界的20%;产量1.85亿吨，占世界的近1/3，单位面积产量6.35吨/公顷。比全球平均产量3.85吨/公顷高65%。水稻在我国谷物产量中始终保持在总量的40%左右，占据了近半壁江山。 

株型建立是高等植物发育过程中的重要事件，对于植物更好地适应外界环境、充分吸收光能具有重要意义。高等植物的株型建成主要取决于株高、分支数目和分支角度等几个方面，涉及多种植物器官的发生和形态建成过程。在农业生产中，合理株型是作物丰产的基础，其中矮生性状是理想株型性状的一个重要方面。矮杆作物品种耐肥，抗倒伏，适宜密植，能够充分利用土地和光照资源。上世纪60年代，水稻、玉米、小麦等作物矮杆品种的选育和推广，引发了全球作物育种史上著名的绿色革命。 

自从1922年印度学者Parnell等首次报道了一个水稻自然矮杆突变株系后，迄今已筛选到70多个不等位的矮杆和半矮杆株系，但目前在生产中广泛应用的主要是含sd-l血缘的半矮杆株系。根据对1980-1985年间南方稻区育成的313个籼稻品种的系谱分析结果，发现含sd-l血缘的品种占总品种数的75.6%。其他矮源难以应用的原因在于所携带突变基因不仅对株高有作用，通常还对构成水稻产量的穗数、粒数和粒重3个因素中的某1个或某几个性状产生不良的多效影响。矮源的单一化造成潜在的遗传背景单一的风险，也限制了由此育成品种产量的进一步提高。因此，研究选育新型水稻矮杆株系并对其调控机理进行深入研究，是进一步发掘水稻优质矮源的必要前提和基础。 

现有的转基因工程技术是建立在对植物正常发育过程分子调控机制充分研究和认 识的基础上加以应用的，因此，深入研究水稻株型建立特别是水稻矮秆的机理及调控网络并加以应用是在生产上研发新型优良株型的基础。 

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种DWTl基因的应用及恢复DWTl基因缺失导致水稻矮杆的方法;本发明利用DWTl基因及其蛋白参与调控水稻株型特别是控制水稻茎杆高度的特点，及其利用转基因技术控制水稻株型上的特性，通过突变该蛋白序列或抑制该蛋白的表达产生新的水稻矮杆株系，在农业生产上具有十分重要的应用。 

第一方面，本发明涉及一种DWTl基因的应用，所述的DWTl基因编码如SEQ ID NO.3所示的氨基酸，所述的应用是:通过基因变异或抑制表达使得水稻植株形态发生改变，获得水稻矮杆株系并可以用来生产种子。 

第二方面，本发明还涉及一种恢复DWTl基因缺失导致水稻矮杆的方法，通过引物扩增DWTl基因，使用遗传转化手段转化突变体植株，能够使得突变体恢复到野生型表型。 

优选地，所述的DWTl基因编码如SEQ ID NO.3所示的氨基酸。 

优选地，所述引物为: 

DWT-COM-F:5'-GCATGGGAATTCCGGTTTGACGCTTACTGTGGT-3'; 

DWT-COM-R:5'-CCTTAAGGTCACCTGGCGTTAAGCAAAATGATCAG-3'。 

优选地，包括如下步骤: 

将根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)EHA105(DWT-COM)CGMCC No.4819转入所述水稻矮杆株系，培育，即得;其中CGMCC No.4819含有编码如SEQ ID NO.3所示氨基酸的核苷酸;具体包括如下步骤: 

(a)提供携带表达载体的根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)EHA105(DWT-COM)CGMCC No.4819; 

(b)将水稻细胞或组织或器官与步骤(a)中的农杆菌接触，从而使编码如SEQ ID NO.3所示氨基酸的核苷酸转入水稻细胞，并且整合到水稻细胞的染色体上; 

(c)选择转入所述核苷酸的水稻细胞或组织，再生，获得水稻植株。