[发明专利]一种调控水稻开花期和每穗颖花数的产量基因OsAFB6及应用

说明书

本发明涉及植物基因工程技术领域。具体涉及一种调控水稻开花期和每穗颖花数的产量基因OsAFB6及应用。该基因的核苷酸序列，蛋白质序列及启动子序列分别如SEQ ID NO：1，2，和3所示。通过突变体中分离侧翼序列，找到载体插入位点位于第三染色体上臂的特定位置，附近含有一个生长素受体基因OsAFB6，定位候选基因；发现OsAFB6基因被超表达；利用529份水稻核心种质做SNP和关联分析，该基因启动子中有4个SNP与开花期和产量显著相关，4个SNP都是同时变化，且变化后开花期提前。利用超表达和RNAi干扰载体转化水稻品种，超表达转基因植株的开花期延迟，枝梗数增多，产量提高，全部达显著水平。

技术领域

本发明涉及植物基因工程技术领域。具体涉及一种调控水稻开花期和每穗颖花数的产量基因OsAFB6及应用。从水稻中克隆到一个位于水稻第三染色体短臂上端控制水稻开花期、一次枝梗及每穗颖花数的多效基因OsAFB6的基因，对其进行功能验证及其应用。

背景技术

水稻开花期是一个受多基因控制的适应性性状，含有41个成员的CCT家族在水稻开花期调控方面起到了重要作用，如Hd1短日照下促进开花(Yano et al.2000)，长日照下抑制开花；Ghd7和Ghd7.1仅仅在长日照条件下抑制开花(Xue et al.2008；Yan etal.2013),这三个都是CCT家族的主效开花基因，在随后的研究中另外9个水稻CCT基因也被证实调控开花(Zhang et al.2015)。此外还有CO3基因仅在短日照条件下抑制开花(Kim etal.2008)，COL4,10,13和PhyB基因在长短日照下都抑制开花(Lee et al.2010,Tan etal.2016,Sheng et al.2016,Ishikawa et al.2011)，以及MADS家族基因(Bian etal.2011)等等。

水稻产量包括很多组成部分，比如源(可同化营养物质和生物量)、库(稻谷产量)、流(运输同化物的能力)(Cui et al.2003)。其中库的大小是产量的直接表现形式，在水稻中穗大小对产量有直接影响。枝梗主要包括一次枝梗和二次枝梗，其数目是重要的穗部性状，决定穗的大小，并且有研究表明枝梗数与穗长、每穗颖花数、穗重、产量等性状都呈显著正相关(匡勇等，2011)。因此，阐明枝梗数的遗传基础和分子机理可为构建理想的水稻穗形和优化产量构成因子提供理论基础，对指导高产育种具有重要意义。与水稻穗部表型相关的基因也是研究热点。比如细胞分裂素氧化酶基因Gn1a，其表达量降低引起花序分裂组织中细胞分裂素的积累，因而增加了颖花数量，即粒数，最终导致产量提高(Ashikari etal.,2005)。

随着水稻基因组功能研究的发展，许许多多的水稻开花期以及产量因子相关基因先后被克隆，水稻开花调控网络也逐步完整，本发明所涉及的OsAFB6属于AFB家族，作为生长素的受体，其单基因表达量的改变引起开花期、产量等性状同时发生变化，以前从未见报道，该基因遗传效应显著，对于水稻产量和品种性状的改良具有巨大的应用潜力和前景，为水稻的产量和品质育种提供新的基因资源。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，从水稻中分离克隆一个第三染色体上控制水稻开花期、枝梗数目以及单株产量的主效基因，利用这个基因能大幅度提高水稻产量。该基因为一个含有F-box结构域的生长素受体基因，根据其所属基因家族命名方式，申请人将该基因命名为OsAFB6(auxin-signaling F-box 6)基因。

本发明的技术方案如下所述：