[发明专利]水稻基因Os HRH在促进水稻繁殖和分蘖中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及植物生物技术领域。具体涉及一种水稻DNA片断的分离克隆、氨基酸序列优化以及功能验证及其应用。

背景技术

水稻原产亚洲热带，在中国广为栽种后，逐渐传播到世界各地。按照不同的方法，水稻可以分为籼稻和粳稻、早稻和中晚稻、糯稻和非糯稻。我国科学家袁隆平对杂交水稻的研究作出了巨大贡献，被誉为“杂交水稻之父”。水稻所结子实即稻谷，稻谷(粒)去壳后称大米、香米、稻米.世界上近一半人口，都以大米为食。大米的食用方法多种多样，有米饭、米粥、米饼、米糕、米酒等。水稻除可食用外，还可以酿酒、制糖作工业原料，稻壳、稻秆，可以作为饲料。我国水稻主产区主要是东北地区、长江流域、珠江流域。属于直接经济作物。还是世界上三分之一人类的主食。

植物利用光能将二氧化碳和水转变成碳水化合物并释放氧气的过程称为光合作用。光合作用是生物界赖以生存的基础，也是地球碳氧循环的重要媒介。叶片是高等植物进行光合作用的主要场所，在这个过程中，首先由位于叶绿体内的叶绿素捕获光能并传递到光合反应中心，从而开始了能量的转化过程。光合作用被认为是地球上最重要的化学反应，光合作用是作物产量形成的物质基础，90～95％的植物干重来自光合产物。而光合作用除了与光有关之外，植株的叶片的表面积作为光反应的主要场所，决定着生物质的产量的多少。因此，提高植株的整体繁殖能力对于提高水稻的产量具有积极的意义。提高水稻的产量一直是科学家孜孜不倦的追求，而增加植株的繁殖能力以及水稻的分蘖水平对于提高水稻的产量具有重要的意义。本发明克隆并优化得到了Os HRH基因，利用该基因进行水稻遗传转化并鉴定了转基因植株的繁殖以及分蘖能力。

发明内容

本发明的目的是从水稻中分离克隆一个植株生长以及分蘖相关的完整编码区段的DNA片段，利用这个基因促进植物的伸长生长和/或提高植物的分蘖能力。这个基因被命名为Os HRH。

本发明涉及分离和应用一种包含OsHRH基因的DNA片段，该片段赋予水稻植株的繁殖能力增强的能力和/或提高植物的分蘖能力。为了增强所述基因的效果，申请人对所述的基因片段进行基因的定点突变，从100个突变体中通过转基因实验证实有10个蛋白具有较好的实验效果，因此选择这10个具有较好效果的突变体蛋白。所述氨基酸片段如序列表SEQ ID NO：1-11所示。

可以采用已经克隆的OsHRH基因作探针，从cDNA和基因组文库中筛选得到本发明的基因或同源基因。同样，也可以采用PCR(polymerase chain reaction)技术，从基因组、mRNA和cDNA中扩增得到本发明的OsHRH基因以及任何感兴趣的一段DNA或与其同源的一段DNA。采用以上技术，可以分离得到包含OsHRH基因的序列，将这一序列与任何一种可以引导外源基因在植物中表达的表达载体转化植株，可获得植株繁殖能力增强以及分蘖能力提高的转基因植株。本发明的基因在构建到植物表达载体中时，在其转录起始核苷酸前加上任何一种强启动子或诱导型启动子。本发明的基因在构建到植物表达载体中时，也可使用增强子，这些增强子区域可以是ATG起始密码子和邻接区域起始密码子等，但必需与编码序列的阅读框相同，以保证整个序列的翻译。

携带有本发明OsHRH基因的表达载体可通过使用Ti质粒，植物病毒载体，直接DNA转化，微注射，电穿孔等常规生物技术方法导入植物细胞(Weissbach，1998，Method for Plant Molecular Biology VIII，Academy Press，New York，pp.411-463；Geiserson and Corey，1998，Plant Molecular Biology(2ndEdition)。

可使用包括本发明的OsHRH基因的表达载体转化宿主是包括水稻在内多种植物，培育增加植物量植物品种。

下面结合实施例对本发明做进一步说明。

具体实施方式

实施例1：分离克隆包含有OsHRH基因区段的DNA片段

以水稻品种“珍汕97”作为模板，并设计序列特异引物外加接头BamHI位点和XbaI位点。将扩增获得的PCR产物连入pGEM-T载体(购自Promega公司)，筛选阳性克隆并测序(ABI3730测序仪)，获得所需的全长基因cDNA，并得到了氨基酸序列为SEQ ID NO：1所示。该克隆被命名为pGEM-OsHRH。

实施例2 OsHRH蛋白定点突变