[发明专利]一种水稻根系伸长控制基因OsNDPK4及编码的蛋白质

说明书

本发明公开了一种水稻根系伸长控制基因OsNDPK4及编码的蛋白质，该蛋白的编码基因如序列表SEQ ID NO：1所示的碱基序列，该蛋白的氨基酸序列如序列表SEQ ID NO：2所示，是一个核苷二磷酸激酶，与根系伸长相关；该碱基序列若发生突变，如789位的胞嘧啶被胸腺嘧啶取代，编码的氨基酸序列的108位丙氨酸突变为缬氨酸，这样该蛋白就抑制根系的伸长，具体在植株表现为主根、不定根和侧根都变短。该蛋白及其编码基因的应用，可以为水稻的根系改良和杂交育种或转基因植物的开发创造条件。

技术领域

本发明涉及水稻生长发育，具体涉及一种水稻根系伸长控制基因OsNDPK4及编码的 蛋白质。

背景技术

水稻根系是水稻的重要组成部分，其不但是地上部的物理支撑，同时也是水稻从地 下吸收营养成分和水分的重要器官。水稻根系构型为须根系，能不断地从茎节最靠近中柱维管的分生区细胞发生不定根，最后由数量众多的不定根及其侧根构成了它的根系结构。根型由长度、数量和空间范围等几个参数决定，研究发现根长决定了其他根系性状 的遗传表现，是所有根系性状中最重要性状，单株产量等7个地上部农艺性状与根长呈 极显著正相关。根系伸长的主要细胞学基础之一是根尖分生组织的细胞分裂，根尖分生 组织功能或结构的缺陷会导致短根发生。根系的伸长另外一个主要细胞学基础是根尖伸 长区细胞的伸长，这与细胞壁形成、纤维素的合成和微管组织形成等相关。尽管根长对 植物产量和抗性有重要的作用，但由于根系生长在土壤里加大了研究的难度，使对根系 伸长的遗传背景和分子机理所知甚少，使得在水稻育种与栽培上，根长的因素并没有被 充分利用。因此，重点挖掘控制水稻根长的基因，分离、克隆一系列控制根长的基因便 于定向改良水稻根系性状，如授权公告号为CN104031928B的发明专利，就公开了与水稻 根系生长有关的基因OsKASI,该基因OsKASI及编码的蛋白质有些碱基和氨基酸发生突 变，水稻根系表现为短根系。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种水稻根系伸长控制基因OsNDPK4及编码的蛋 白质，该蛋白是核苷二磷酸激酶，在氨基酸取代或缺失等情况下，能抑制水稻根系的伸长，使水稻出现短根系现象，可以为水稻的根系改良和杂交育种或转基因植物的开发创 造条件。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种水稻根系伸长控制基因OsNDPK4，该控制基因OsNDPK4的核苷酸序列如序列表中SEQ ID NO：1所示。

上述水稻根系伸长控制基因OsNDPK4所编码的蛋白质，其氨基酸序列如序列表中SEQ ID NO：2所示的氨基酸序列。SEQ ID NO：1序列由2526个碱基组成，自5’端第 84-86位为起始密码子，其编码的氨基酸序列由151个氨基酸组成，为核苷二磷酸激酶。

水稻根系伸长控制基因OsNDPK4，该控制基因OsNDPK4的核苷酸序列中789位的胞嘧啶(C)被胸腺嘧啶(T)取代，突变为短根系突变基因-OsNDPK4突变体。

上述OsNDPK4突变体编码的氨基酸序列，序列表中SEQ ID NO：2所示的氨基酸序列中108位丙氨酸(Ala)突变为缬氨酸(Val)，水稻根系表达为短根系。

该OsNDPK4可人工合成，也可先合成其编码基因，再进行生物表达得到。

与现有技术相比，本发明的优点在于一种水稻根系伸长控制基因OsNDPK4及编码的 蛋白质，该蛋白的编码基因如序列表SEQ ID NO：1所示的碱基序列，该蛋白的氨基酸 序列如序列表SEQ ID NO：2所示，是一个核苷二磷酸激酶，与根系伸长相关；该碱基 序列若发生突变，如789位的胞嘧啶(C)被胸腺嘧啶(T)取代，编码的氨基酸序列的108 位丙氨酸(Ala)突变为缬氨酸(Val)，这样该蛋白就抑制根系的伸长，具体在植株表 现为主根、不定根和侧根都变短。该蛋白及其编码基因的应用，可以为水稻的根系改良 和杂交育种或转基因植物的开发创造条件。

附图说明