[发明专利]水稻穗部性状调控基因PT2及其应用

说明书

技术领域

本发明属于植物基因工程领域，具体涉及一种水稻穗部性状调控基因PT2，同时还涉及该基因的等位基因以及该基因及其等位基因在水稻、玉米等植物育种中的应用。

背景技术

水稻是世界上最重要的粮食作物之一，全球一半以上的人口以大米为主食，稻谷的产量及品质关系到世界的粮食安全。水稻穗部性状包括穗长、一次枝梗数、二次枝梗数、粒形、每穗粒数等，对水稻的产量和品质有重要影响。

以水稻穗部性状——粒形为例，粒形包括粒长、粒宽、粒厚，它不仅直接影响水稻产量的重要构成因子——千粒重，同时也对稻米的外观品质、商品品质和加工品质有重要影响。因此，水稻粒形的遗传机制和分子机理研究对水稻高产及优质育种有着重要的理论和实践意义。迄今为止，根据国际数据库Gramene公布的数据，已有508个控制水稻粒形性状的QTL被定位，分布在水稻的12条染色体上。目前已有若干控制粒形的主效基因通过图位克隆的方法被克隆出来，如GS3、GW2、GW5、TGW6、GS5、GW8等（Fan et al.，2006，Theor.Appl.Genet.112:1164-1171；Song et al.，2007，Nature Genetics39:623-630；Weng et al.,2008,Cell Research,18(12):1199-1209；Ishimaru et al.2013，Nature Genetics,45(6):707-711；Li et al.,2011,Nature Genetics,43(12):1266-1269;Wang et al.,2012,Nature Genetics,44(8):950-954）。其它穗部性状的研究进展，如穗长、一次枝梗数、二次枝梗数、每穗粒数，与粒形的研究进展相类似，一般定位了较多相关QTL或基因，同时有部分基因被克隆出来。

根据目前的研究结果来看，水稻穗部性状的基因调控网络比较复杂：其中有主效调控基因，也存在大量的微效QTL；有多效基因，也有只影响单一或少数性状的基因。同时，基因之间存在复杂的互作关系。因此，迫切需要克隆更多与穗部性状相关的新基因，在了解单个基因功能的基础上逐渐明晰其基因调控网络，从而为新品种培育提供基因资源和理论依据。

发明内容

本发明的目的是为水稻及其它植物提供一种新的穗部性状调控基因及其应用。

为了实现本发明目的，本发明首先提供一种水稻穗部性状调控基因PT2，其核苷酸序列含有如SEQ ID NO.1的第2102～3286位所示的核苷酸序列；或该序列经替换、缺失或增加一个或多个核苷酸，且编码相同或相似，且具有相同功能的氨基酸序列的核苷酸序列。

其中，调控主效基因PT2的启动子的核苷酸序列如序列表SEQ ID NO.1中1-2014位对应的核苷酸所示。

进一步地，所述水稻穗部性状调控基因PT2，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

本发明还提供了所述水稻穗部性状调控基因PT2编码的蛋白，其具有SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列。

本发明还提供了所述水稻穗部性状调控基因PT2的等位基因pt2-J，其核苷酸序列含有如SEQ ID NO.3的第2098～3237位所示的核苷酸序列；或该序列经替换、缺失或增加一个或多个核苷酸，且编码相同或相似，且具有相同功能的氨基酸序列的核苷酸序列。

其中，pt2-J启动子的核苷酸序列如序列表SEQ ID NO.3中1-2010位对应的核苷酸所示。

进一步地，所述水稻穗部性状调控基因pt2-J，其核苷酸序列如SEQ ID NO.3所示。

本发明还提供了所述水稻穗部性状调控基因pt2-J编码的蛋白，其具有SEQ ID NO.4所示的氨基酸序列。

本发明还提供了所述水稻穗部性状调控基因PT2的等位基因pt2-I，其核苷酸序列含有如SEQ ID NO.5的第2088～3272位所示的核苷酸序列；或该序列经替换、缺失或增加一个或多个核苷酸，且编码相同或相似，且具有相同功能的氨基酸序列的核苷酸序列。

其中，pt2-I启动子的核苷酸序列如序列表SEQ ID NO.5中1-1991位对应的核苷酸所示。

进一步地，所述水稻穗部性状调控基因pt2-I，其核苷酸序列如SEQ ID NO.5所示。