[发明专利]水稻茎秆机械强度控制基因BC15及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种水稻茎秆机械强度控制基因BC15及其应用。 

背景技术

茎秆强度是农作物重要的农艺性状，影响作物负载及抗性。而茎秆的机械强度主要由细胞壁、尤其是由次生细胞壁提供，是其化学组成及物理结构的综合体现。植物细胞壁是由多聚糖(纤维素、半纤维素、果胶质)、木质素和蛋白质等生物大分子聚合而成的复杂而有序的网状结构。植物细胞壁合成的生理机制相当复杂，涉及纤维素、半纤维素、木质素等成分的合成、沉积及修饰，也与细胞骨架维持及囊泡运输有关。 

植物茎秆机械强度是一个多基因控制的复杂性状，其机制仍然不十分清楚。水稻是世界上最重要的粮食作物之一，了解水稻茎秆机械强度调控的分子机制，对水稻的产量和秸秆的合理利用意义重大，同时也有助于揭示单子叶植物细胞壁合成的分子机理。 

发明内容

本发明的目的是提供一种水稻茎秆机械强度控制基因BC15及其应用。 

本发明提供了一种蛋白质在调控植物茎秆机械强度中的应用；所述蛋白质是如下(a)或(b)：(a)由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(b)将序列1的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物茎秆机械强度相关的由序列1衍生的蛋白质。 

所述应用可为增加植物茎秆机械强度。所述增加植物茎秆机械强度具体可体现为增加茎秆中的纤维素含量。所述应用具体通过如下方法实现：在植物中导入所述蛋白质的编码基因并表达所述蛋白质。 

所述蛋白质的编码基因是可为如下1)至4)中任一所述的DNA分子： 

1)序列表的序列2所示的DNA分子； 

2)序列表的序列3所示的DNA分子； 

3)在严格条件下与1)或2)限定的DNA序列杂交且编码植物茎秆机械强度相关蛋白的DNA分子； 

4)与1)或2)限定的DNA序列具有90％以上同源性且编码植物茎秆机械强度相关蛋白的DNA分子。 

上述严格条件可为在0.1×SSPE(或0.1×SSC)、0.1％SDS的溶液中，65℃条件下杂交并洗膜。 

所述编码基因具体可通过重组质粒导入所述植物。 

所述重组质粒为将所述基因插入质粒pCAMBIA1300的多克隆位点得到的重组质粒。 

所述重组质粒还可为按照如下方法制备得到的重组质粒pBC15F： 

(1)将序列表的序列3所示DNA插入质粒pBluKS的SpeI酶切位点，得到重组质粒pBluKS-BC15； 

(2)用限制性内切酶SalI和XbaI双酶切重组质粒pBluKS-BC15，回收含有序列3所示DNA的片段(约3925bp)； 

(3)将步骤(2)回收的片段插入质粒pCAMBIA1300的SalI和XbaI酶切位点之间，得到重组质粒pBC15F。 

所述应用还可为降低植物茎秆机械强度。所述降低植物茎秆机械强度具体可体现为降低茎秆中的纤维素含量。所述应用具体可通过如下方法实现的：抑制植物中所述蛋白质的编码基因的表达。 

所述植物可为单子叶植物或双子叶植物。所述单子叶植物具体可为水稻，如粳稻中花8或突变体bc15。 

本发明还保护一种培育转基因植物的方法，是将一种蛋白质的编码基因导入目的植物中，得到茎秆机械强度高于所述目的植物的转基因植物；所述蛋白质是如下(a)或(b)：(a)由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(b)将序列1的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物茎秆机械强度相关的由序列1衍生的蛋白质。 

所述编码基因是如下1)至4)中任一所述的DNA分子： 

1)序列表的序列2所示的DNA分子； 

2)序列表的序列3所示的DNA分子； 

3)在严格条件下与1)或2)限定的DNA序列杂交且编码植物茎秆机械强度相关蛋白的DNA分子； 

4)与1)或2)限定的DNA序列具有90％以上同源性且编码植物茎秆机械强度相关蛋白的DNA分子。 

上述严格条件可为在0.1×SSPE(或0.1×SSC)、0.1％SDS的溶液中，65℃条件下杂交并洗膜。 

所述编码基因可通过重组质粒导入所述目的植物。所述重组质粒可为将所述基因插入质粒pCAMBIA1300的多克隆位点得到的重组质粒。所述重组质粒还可为所述重组质粒pBC15F。