专利名称：水稻基因ftl11在提高水稻产量中的应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过基因工程技术使水稻增产领域，具体涉及一种水稻基因FTLll在 提高水稻产量中的应用。
背景技术：
水稻是世界的重要粮食作物之一，水稻的高产稳产历来是水稻科学研究最重要的 目标，因此，水稻产量相关基因的研究成为水稻育种和水稻分子生物学的重点研究内容之 一。水稻产量性状是数量性状，由一系列的基因控制。水稻的单株产量取决于三个决定性因 素单株有效分蘖数、每穗实粒数、千粒重。其中，每穗实粒数由每穗颖花数与结实率的乘积 决定，而结实率受环境因素的影响较大，因此，提高穗总颖花数、培育大穗种是水稻育种的 主要目标之一。株高和生育期是植株形态建成的重要基础，因而也是影响水稻高产稳产的 重要因素。水稻生育期延缓，株形健硕有利于充分利用光能，吸收养分，适应不同的生境条 件，获得更多的光合产物，提高颖花数或籽粒产量，达到提高水稻单位面积的产量的目 的。目前已有多个控制水稻抽穗期(FT-like(FTL)，TFLl_like，MFT_like，Ghd7)、株高 (Ghd7, sdl,gid, slrl,euil, sps, d61)、分蘖，每穗粒数(Ghd7, dl，Gnla，RCN1，RCN2，DEP1)、 籽粒形态和重量的基因(GS3，Gff2, GIF1)相继被定位和克隆，并成功地应用转基因技术实 现大穗的培育。因此，不断发现新的控制水稻产量的基因资源对于提高水稻产量具有重要 的研究意义和生产应用价值。植物在经历一段时间的营养生长后，在内外因素的刺激调控下，其顶端分生组织 分化出花器官组织，植物由营养生长转变为生殖生长。水稻的抽穗性状是水稻生产中的 一个非常重要的性状，因而得到广泛的研究，水稻是典型的短日照植物，在短日照下抽穗加 速。目前已经定位和克隆了多个水稻抽穗期QTLs，其中，Hd3a是一个重要的主效基因，被 誉为成花素控制着水稻的开花。Hd3a与拟南芥的FLOWERING LO⑶S T(FT)基因同源，该基 因编码磷脂酰乙醇胺结合蛋白。拟南芥FT基因主要在叶片的维管束中表达，其产物从叶片 移到顶端分生组织，FT蛋白与顶端组织特异表达的FD结合，促进开花，Hd3a在短日照下还 可以促进抽穗。超表达Hd3a引起极端早花，而抑制Hd3a表达，水稻延迟开花。水稻基因组 中有13个FT-Iike基因。目前文献报道只发现Hd3a和RFT(0sFTL3)基因与开花期调控有 关。
发明内容
本发明的目的在于根据现有技术的不足，提供一种水稻基因FTLll (FT-Iikell) 在提高水稻产量中的应用。本发明目的通过以下技术方案予以实现OsFTLII (水稻FTL11)基因在GenBank中的编号是0sllgl8870，该基因的DNA 长为1877bp，⑶S长525bp，编码174个氨基酸。本发明发现OsFTLl 1在水稻幼苗、根、幼 叶、成熟叶、茎、花、幼穗和种子中均有不同程度的表达，其中在根及花中表达较强，在旗叶、幼叶、幼苗和幼穗中表达较弱，在愈伤中不表达。水稻FTLll基因自身启动子启动的表达 (pFTLll::FTLll:GFP)(表达载体的启动子为水稻FTLll基因自身启动子，产生的蛋白为FT 和GFP的融合蛋白，GFP为绿色荧光蛋白)能较大促进水稻稻穗的伸长、稻粒的增加，并明 显的延缓水稻植株的衰老，使水稻能获得更多的光合产物，植株生长高大。本发明通过克隆了水稻基因FTL11，构建了四种表达载体 pFTLll::FTLll:⑶S:GFP(表达载体的启动子为水稻FTLll基因自身启动子，产生的蛋白为 FT和⑶S、GFP的融合蛋白)、pFTLll: :FTL11:GFP(表达载体的启动子为水稻FTLll基因自 身启动子，产生的蛋白为FT和GFP的融合蛋白)、p35S FTLl 1 ⑶S GFP (表达载体的启动 子为CaMV35S启动子，产生的蛋白为FT和⑶S，GFP的融合蛋白)和p35S: :FTL11 :GFP(表 达载体的启动子为CaMV35S启动子，产生的蛋白为FT和GFP的融合蛋白)，转化了水稻，结 果显示pFTLl 1 FTLl 1 GFP和p35S FTLl 1 GFP转化株植株高大、稻穗大、穗粒多，水稻的 产量增加。与现有技术相比，本发明具有如下有益效果本发明通过将水稻基因FTLll转化入水稻，可以使水稻植株增高、稻穗增大、穗粒 增多，延缓水稻植株衰老，增加了水稻的产量，具有重要的经济意义和广阔的应用前景。
图1是水稻FTLll转化植株的PCR鉴定结果；图2是水稻FTLll转化植株的southern鉴定结果；图3是水稻FTLll基因的时空表达结果，其中，A为水稻种子纵切，B为萌发5天幼 苗，C为幼叶，D为茎尖，E为成熟叶片，F为根，G为幼穗，H为花，I为花粉粒；图4是水稻FTLll基因的35S过量表达⑶S组织化学染色，其中，A为水稻种子纵 切，B为萌发5天幼苗，C为幼叶，D成熟叶片，E为根，F为幼穗，G为花，H为花粉粒；图5是水稻FTLll基因四种转化株系抽穗时的表型，从左至右分别为WT、 FTLll::FTLll:(iUS-GFP、FTLll::FTLll:GFP、35S: FTLl 1 GUS-GFP 和 35S: FTLl 1:GFP 转化 株；图6是Tl代水稻p35S: FTLl 1:GFP转化株表型，其中，A为WT植株和 35S: FTLl 1:GFP转化株，B为35S: FTLl 1:GFP转化株稻穗放大，C为WT植株稻穗对照；图7是Tl代水稻pFTLl 1 FTLl 1 GFP转化株表型，其中，左边是WT植株，右边是 pFTLl 1 FTLl 1 GFP 转化株；图8是Tl代水稻FTLll基因转化株生长表型，其中，A为茎节，B为稻穗，C为旗叶， 各组从左至右分别为 WT、FTL11: :FTL11:GUS-GFP、FTL11: :FTL11:GFP、35S: FTLl 1 GUS-GFP 和 35S: FTLl 1:GFP 转化株。
具体实施例方式以下结合实施例来进一步解释本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。实施例1水稻OsFTLl 1转化株系表型鉴定 将OsFTLl 1基因的全长⑶S序列克隆出来，并分别构建了 FTLl 1 FTLl 1 ⑶S-GFP、FTLll: :FTL11:GFP、35S: :FTL11 ⑶S-GFP 和 35S: FTLl 1:GFP 四种表达载体，转化水 稻，通过HYG筛选，得到了 120株转基因植株，并对部分株系进行了 PCR及southern 鉴定(图广2)。FTL11::FTL11:⑶S-GFP转化株与野生型中花11表型无明显差异， 35S: FTLl 1:GUS-GFP 转化株略微晚花，营养期延长，FTLll :FTL11 :GFP 及 35S: FTLl 1:GFP 转化株明显晚于花11表型，营养生长旺盛，植株高大，约晚25天抽穗，开花期延迟，但稻穗 偏大，穗粒增多，主茎上穗长较野生型长约5cm，穗粒产量尽一倍于野生型(图5、)。实施例2水稻OsFTLII基因的时空表达模式及⑶S染色分析分别提取水稻不同生长发育时期幼苗、根、愈伤组织、成熟旗叶、花和幼穗的总 RNA,然后RT-PCR反转录得到cDNA，除去基因组DNA后，以cDNA为模板，用OsFTLll特异引物 进行PCR扩增，其中，上游引物序列如SEQ ID No :1所示，下游引物如SEQ ID NO: 2所示。扩 增结果显示OsFTLll基因在水稻的幼苗、根、旗叶、花、幼穗和种子中均有不同程度的表达， 其中在根及花中表达较强，在旗叶，幼叶，幼苗，幼穗中表达较弱，FTL11 FTL11 ⑶S-GFP和 35S: FTLll AUS-GFP转化株系的⑶S染色也证明了这种表达模式的正确性。但OsFTLll基 因启动子与35S启动子驱动的基因表达又有所不同，具有时空特异性，在不同的组织部位 表达强度也不一样。理论上，35S是组成性表达启动子，几乎在所有的组织及各种不同的部 位均有较强的表达(图;Γ4、表1)。表1水稻OsFTLll基因转化株系表型分析
权利要求
水稻基因FTL11在提高水稻产量中的应用。
2.根据权利要求1所述水稻基因FTLll的应用，其特征在于所述水稻基因FTLll还用 于增加水稻穗粒数。
3.根据权利要求2所述水稻基因FTLll的应用，其特征在于所述水稻基因FTLll还用 于增加水稻株高。
4.根据权利要求2所述水稻基因FTLll的应用，其特征在于所述水稻基因FTLll还用 于延缓水稻生育期。
全文摘要
本发明公开了水稻基因FTL11的应用。本发明水稻基因FTL11可用于提高水稻产量、增加水稻穗粒数、株高，还可用于延缓水稻生育期。本发明水稻基因FTL11通过增加水稻穗粒数、延缓水稻生育期，可以提高水稻单位面积的产量。
文档编号A01H5/00GK101838652SQ20101001943
公开日2010年9月22日 申请日期2010年1月15日 优先权日2010年1月15日
发明者李洪清, 杨力 申请人:华南师范大学