一种水稻矮化相关蛋白及其编码基因与应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利说明书(10)申请公布号CN101607989A(43)申请公布日2009.12.23(21)申请号CN200810115352.6(22)申请日2008.06.20(71)申请人中国科学院遗传与发育生物学研究所地址100101北京市朝阳区安外大屯路中国科学院遗传与发育生物学研究所(72)发明人程祝宽黄健李明唐丁(74)专利代理机构北京纪凯知识产权代理有限公司代理人关畅(51)Int.CIC07K14/415C12N15/29C12N15/63C12N15/11C12N5/10C12N1/15C12N1/19C12N1/21C12N15/82A01H1/00A01H5/00权利要求说明书说明书幅图(54)发明名称一种水稻矮化相关蛋白及其编码基因与应用(57)摘要本发明公开了一种水稻矮化相关蛋白及其编码基因与应用。该蛋白，是如下a)或b)的蛋白：a)由序列表中序列3所示的氨基酸序列组成的蛋白质；b)在序列表中序列3所示的氨基酸序列中经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸且与水稻矮杆相关由a)衍生的蛋白质。本发明同时还提供了编码该蛋白的基因，以及含有所述基因的重组表达载体、转基因细胞系或重组菌。利用所述基因可以培育株高降低的水稻。本发明的与水稻矮化相关的蛋白及其编码基因对缩短育种年限，提高育种效率、丰富水稻矮源具有极其重要的价值。法律状态法律状态公告日法律状态信息法律状态权利要求说明书1、一种蛋白，是如下a)或b)的蛋白：a)由序列表中序列3所示的氨基酸序列组成的蛋白质；b)在序列表中序列3所示的氨基酸序列中经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸且与水稻矮化相关由a)衍生的蛋白质。2、权利要求1所述蛋白的编码基因。3、根据权利要求2所述的基因，其特征在于：所述编码基因是如下1)至5)任一所述的基因：1)其核苷酸序列是序列表中序列1所示的DNA分子；2)其核苷酸序列是序列表中序列2所示的DNA分子；3)其编码序列是序列表中序列2自5末端第137-1213位所示的DNA分子；4)在严格条件下可与序列表中序列1或2限定的DNA序列杂交且编码上述与水稻矮化相关蛋白的DNA分子；5)与1)或2)或3)的基因具有90％以上的同源性，且编码上述与水稻矮化相关的DNA分子。4、含有权利要求2或3所述基因的重组表达载体。5、根据权利要求4所述的重组表达载体，其特征在于：所述重组表达载体为在pCAMBIA1300载体的多克隆位点插入权利要求2或3所述的基因获得的重组表达载体。6、扩增权利要求2或3所述基因全长或任一片段的引物对。7、含有权利要求2或3所述基因的转基因细胞系或重组菌。8、一种培育株高降低的水稻的方法，是将含有权利要求2或3所述基因导入植物细胞中，获得株高降低的转基因水稻。9、一种培育株高降低的水稻的方法，是将权利要求8中所述的株高降低的水稻与需要改良的高杆水稻品种杂交，然后再与亲本回交的方法获株高降低的水稻。说明书技术领域本发明涉及一种水稻矮化相关蛋白及其编码基因与应用。背景技术赤霉素(Gibberellin，GA)是人们发现的第一种植物激素类物质，它是一类四环二萜羧酸化合物。至今已在植物和真菌中发现了126种赤霉素类物质，但仅有少数几种GAs(GA1，GA4，GA3和GA7)具有生理活性。GA是一类重要的植物激素，参与植物生长发育的各个过程如种子萌发，茎的伸长，叶片生长，花粉成熟和花的诱导和发育。植株的矮化是植物的重要特征，由于它抗倒伏性强，同时矮杆植物可以降低营养生长，将光合产物更多的运输到生殖器官，提高产量。因此，矮杆作物常被育种时选择利用，通过将矮杆基因引入小麦和水稻作物，培育出了粗壮、矮杆、抗倒伏的新品种，这在上世纪60-70年代曾带来了农业上的绿色革命。近年来，人们对植物矮化突变体研究时发现，植物的矮化多半是由于GA合成代谢途径或信号转导途径相关的基因突变引起。引起水稻绿色革命的矮杆基因semi-dwarf1(sd1)，就是GA合成途径中编码GA2氧化酶的基因突变形成。目前有关GA合成及信号转导途径的研究比较多，而相比较而言，GA分解(代谢)相关基因研究相对滞后，但近来的研究表明，GA分解相关酶对维持植物体内GAs动态平衡非常重要。目前研究比较多的是催化活性GA分子失活的酶GA2β-羟化酶(GA2β-hydroxylase，GA2ox)，它催化C-2的β位发生羟基化，从而使活性GA分子失活。GA2氧化酶基因在植物基因组中一般也是以小基因家族形式存在的，在拟南芥中已经分离到8个GA2氧化酶基因。豌豆的sln是一个PsGA2氧化酶1基因的突变体，它的表型与GA过量处理的茎杆细长表型相似(Martinet，al1999；Lesteret，al1999)。在拟南芥中两个