[发明专利]水稻基因OsSMG6及其应用

说明书

本发明提供水稻基因OsSMG6及其应用。本发明提供水稻基因OsSMG6及其应用。本发明克隆了一个新的控制水稻粒型、粒重的基因OsSMG6(该基因一因多效，在调控粒型、粒重的同时对植株生长发育也具有影响)，功能缺失导致水稻粒长变短、粒宽变宽、粒厚增加、粒重不变、株高升高、抽穗期延迟；过表达转基因植株谷粒粒长不变、粒宽不变、粒厚降低、粒重减轻；但糙米粒长变短、粒宽变窄、穗长变短、剑叶变窄，株高降低、抽穗期提前。OsSMG6基因对水稻粒型形成的分子机制研究及水稻发育影响有重要意义，本发明为水稻品种改良育种提供了优质基因资源，大大推进了水稻育种进程。

技术领域

本发明涉及基因工程和植物遗传育种领域，具体地说，涉及水稻基因OsSMG6及其应用。

背景技术

水稻(Oryza sativa L.)是最重要的经济粮食作物之一，为世界超过一半以上的人口提供主食来源。我国水稻栽培历史悠久，当前稻米总产量稳居世界第一，更有着65％以上的人口以水稻为主食，这些现象均表明我国稻米生产与世界粮食安全息息相关(黎毛毛等，2008；徐匡迪和沈国舫，2002)。自20世纪50年代以来，我国育种家通过对优质种质资源的应用和创新，水稻的单产水平产生了两次质的飞跃。半矮秆基因sd1的克隆及在水稻育种中的应用，通过多种培育方法相继育成适合不同地区、不同生态条件、不同熟期的半矮秆高产良种，使水稻产量经历了第一次飞跃。第二次水稻产量的飞跃是水稻杂种优势的利用，特别是水稻“三系”配套的成功使水稻单产得到大幅度提升。但近二十年以来，由于我国种质资源受限，水稻大面积产量增长缓慢(杨仕华等，2010)，随着我国人口的持续增长和耕地面积的减少，如何实现水稻单产的第三次飞跃是当今水稻研究所面临的新挑战。

水稻单株产量主要由粒重、有效穗数、每穗实粒数三要素组成，而粒重主要受粒型和灌浆充实度所决定。粒型是一个典型的育种改良目标，其与粒长、粒宽、粒厚相关，既是重要的产量性状，也与外观品质、加工碾磨品质相关。在过去的十几年中，研究者对粒型性状进行了大量的研究，并取得了显著的进展。籽粒的大小会受到颖壳空间的限制，近年来研究者对颖壳调控粒重的途径做出了解析：颖壳大小通常是颖壳细胞增殖和扩增相互协调的结果。一方面通过纵向、横向细胞增殖引起颖壳长度、宽度的增加使得籽粒粒长、粒宽增加且粒重提高；另一方面则是在不改变颖壳细胞数目的前提下，通过改变细胞长度或宽度改变粒型导致粒重变化；最后调控籽粒灌浆的基因则是通过改变粒厚使得粒重增加(XING和ZHANG，2010)。

水稻粒型是受多基因控制的数量性状，且控制粒型各性状的基因之间存在互补和累加效应(宫李辉等，2011)。因此，鉴定水稻中调控粒型、粒重的基因可为我们解析粒型形成的分子机制，丰富粒型改变的调控网络，为利用分子育种技术开展高效、精准的水稻新品种培育提供理论支撑。

发明内容

本发明的目的是提供水稻基因OsSMG6及其应用。

为了实现本发明目的，第一方面，本发明提供水稻基因OsSMG6，其为编码如下蛋白质(a)或(b)的基因：

(a)由SEQ ID NO：3所示的氨基酸序列组成的蛋白质；或

(b)SEQ ID NO：3所示序列经取代、缺失或添加一个或几个氨基酸且具有同等功能的由(a)衍生的蛋白质。

基因OsSMG6的核苷酸序列为：

I)SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列；

II)SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列经取代、缺失和/或增加一个或多个核苷酸且表达相同功能蛋白质的核苷酸序列；

III)在严格条件下与SEQ ID NO：1所示序列杂交且表达相同功能蛋白质的核苷酸序列，所述严格条件为在含0.1％SDS的0.1×SSPE或含0.1％SDS的0.1×SSC溶液中，在65℃下杂交，并用该溶液洗膜；或