[发明专利]缩短禾本科植物的秆的基因及产生短秆禾本科植物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及缩短禾本科植物高度的基因、产生短秆禾本科植物的方法、和短秆禾本科植物。

背景技术

禾本科植物是农业上非常重要的植物，包括稻、小麦、大麦、燕麦、黑麦、黍（proso millet）、粟（foxtail millet）、日本粟（Japanese millet）、玉米、龙爪稷（finger millet）、高粱等。具有长秆的禾本科植物由于强风诸如台风趋于倒伏，并由此作物产量严重降低。

在通过寻找短秆基因开发具有抗倒伏（loading resistance）的品种中，具有短秆禾本科植物的育种已进行许多年。然而，当植物高度缩短时，植物的穗（panicle）和籽粒常常变得大小降低。这样的短秆基因从生产力的观点看不是期望的。因此，存在对不影响穗和籽粒但仅适当地缩短植物高度的的短秆基因的需求。

在已发现的短秆基因中，仅sd1已被进行实际应用。sd1基因产生称为“半矮化”的特征，其中穗长度正常，并且整个植株高度缩短。sd1基因是赤霉素（GA）生物合成的C20-氧化酶基因的缺损形式。目前种植于世界许多地方的短秆稻的品种包括美国开发的Calrose 76、东南亚开发的IR 36、日本开发的Hikari-Shinseiki等。这些短秆品种的遗传分析显示所有品种具有与半矮化基因sd1的基因座相同的基因座。换言之，目前短秆禾本科植物的栽培仅由一个特定基因所主导，并且该仅仅一个特定基因被广泛使用。考虑到维持并扩展品种的遗传多样性的育种目的，在培育来开发具有抗倒伏的品种中使用除sd1基因之外的短秆基因应该被鼓励，并且需要新的短秆基因。

近期，半矮化基因d60刚刚发现（非专利文献1和2）。d60基因是相比于不具有d60基因的植物高度缩短植物高度约20 cm的基因。

半矮化基因d60与gal（其是配子致死基因并广泛存在于稻中）共存对于雄配子和雌配子都是致死的。因此，Koshihikari d60株系或具有d60的品种或株系诸如Hokuriku 100 (基因型: d60d60GalGal)与另一品种或株系(D60D60galgal)之间的F₁杂交种（cross）(D60d60Galgal)显示75％的花粉和种子育性，并且F₂后代显示特定的遗传模式，其中它以六株可育长秆植株(4 D60D60 : 2 D60d60GalGal) : 两株部分不育长秆植株(D60d60Galgal = F1型) : 一株短秆植株(d60d60GalGal)的比例分离。因此，Gal对于d60的遗传是必需的。d60基因是有价值的短秆基因，其在无Gal的同时人工突变的情况下无法在自然界中获得。

已发现半矮化基因d60位于稻植物的二号染色体上，并显示为遗传上和功能上独立于sd1的基因，sd1位于一号染色体上（专利文献1）。也已经开发了选择具有d60基因和Gal基因的禾本科植物的方法，其中所述方法包括使用DNA标记物或基因标记物确定d60基因在二号染色体上的存在和/或Gal基因在五号染色体上的存在（这对于d60基因的遗传是必需的）（专利文献1）。

然而，d60基因从未被鉴定到并且d60的缩短功能从未被阐明。d60基因也从未投入实际使用。

引用列表

专利文献

专利文献1：JP-A 2008-237138

非专利文献

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发明概述

本发明待解决的问题

本发明的目标是鉴定除sd1以外的短秆基因并使用除sd1以外的短秆基因产生短秆禾本科植物。

问题的解决办法

在上述情况下，本发明人集中于使用d60基因并深入研究以鉴定该基因并阐明其缩短秆的功能。作为d60基因精细作图的结果，本发明人发现d60候选基因的区域位于距二号染色体的短臂端约10.2-10.5 Mb处。随后，本发明人进行d60候选基因的测序并最终鉴定到作为Os02g0280200基因的功能缺损形式的d60基因。因此，本发明得到完成。

具体而言，本发明提供：

[1] 产生短秆禾本科植物的方法，其包括在禾本科植物中抑制Os02g0280200基因的表达，

[2] 根据[1]的方法，其中通过反义方法或诱变方法抑制Os02g0280200基因的表达，