专利名称：一种水稻分蘖及株高相关蛋白htdf及其编码基因与应用的制作方法
一种水稻分蘖及株高相关蛋白HTDF及其编码基因与应用技术领域
本发明属于水稻遗传育种技术领域，涉及一种水稻分蘖及株高相关蛋白HTDF及其编码基因与应用。
背景技术：
水稻是世界上最重要的粮食作物之一，提高水稻产量一直是水稻育种的主要目的。株型是水稻高产的一个重要影响因素，分蘖数和株高是水稻株型构成的重要组成部分， 水稻分蘖能力的强弱直接关系到有效穗数的数量和质量，合适的分蘖能力一直是水稻理想株形育种的一个主要指标；在水稻高产育种及株型改良过程中，分蘖数和株高一直是育种家们关注的重点。
通过对一些影响水稻分蘖的基因克隆及其功能研究，人们对于控制水稻分蘖发生的分子生物学机制已经有了一定的了解，在腋芽的形成和生长过程中，激素起着重要的调节作用。其中生长素(Auxin)和独脚金内酯(Strigolactones)起主要作用。水稻分蘖突变体主要分为两类,一类是少分蘖突变体，monoculml是一个典型的少分蘖突变体，MOCl 是第一个被克隆的控制水稻分蘖的基因，它是番茄和拟南芥中控制侧枝发生的Lateral suppressor基因的同源基因，表达的蛋白属于GRAS家族的转录因子；另一类是多分蘖突变体，表现为单株分蘖数目的增加，多分蘖突变体中分蘖的增多总是和植株的矮化协同出现。 目前，已经鉴定了一系列矮杆多蘖突变体，其中一些基因已经克隆。D3，D10，D14/D88/HTD2， D17/HTD1和D27与独脚金内酯的作用相关，其中D10，D17/HTD1和D27参与独脚金内酯的合成，D3，D14/D88/HTD2参与独脚金内酯的信号识别或传递。OsPINl基因与生长素的运输相关，敲除之后会导致水稻分蘖数目的增加。
随着DWARFl (Dl)、D61、D2等株高相关基因的克隆和功能分析，关于控制水稻株高的分子机制已经逐渐为人们所认识，这些基因主要是通过影响赤霉素(GA)、油菜素内酯 (BRs)等内源激素合成或信号传导来发挥作用的。Dl编码一个异源三聚体G蛋白α亚基， 通过参与赤霉素的信号传导控制水稻的株高；D2为编码BRs合成过程中的关键酶。
虽然关于控制水稻分蘖和株高等重要农艺性状的分子机制研究取得了一定的进展，但仍有大量控制分蘖和株高的基因有待于被发现和研究，水稻株型的遗传改良也迫切需要更多的基因资源。发明内容
本发明的目的是提供一种水稻分蘖及株高相关蛋白HTDF及其编码基因与应用。
本发明提供的蛋白质(HTDF蛋白)，来自粳稻品种台北309 (Oryza sativa L. subsp. japonica cv. Taipei 309),编码所述蛋白的基因(HTDF基因)可以是分离的、合成的或重组的DNA分子,其包括
a) SEQ ID NO :2或3所示的序列；b)DNA分子，其编码与SEQ ID NO :2或3所示序列所编码的多肽相比，具有一个或多个氨基酸残基的保守替代的多肽；c)与SEQ ID NO 2或3所示的序列具有至少90%序列同一性的DNA分子或编码其酶活性片段的序列；d)与 SEQ ID NO :2或3所示序列互补的序列；e)由于遗传密码的简并性而衍生自SEQ IDNO :2或 3所示序列的序列之一。
本发明提供的蛋白质(HTDF蛋白)是可以分离的、合成的或重组的多肽，其包括
a) SEQ ID NO :1所示的序列；b)上述分离的、合成的或重组的DNA分子编码的氨基酸序列；c)上述分离的、合成的或重组的DNA分子编码的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代、缺失和/或添加且与水稻分蘖及株高性状相关的由a)或b)衍生的多肽。
为了使上述蛋白质便于纯化，可在上述多肽的氨基酸序列的氨基末端或羧基末端连接上如表I所示的一个或几个标签。
表I标签的序列
权利要求
1.分离的、合成的或重组的DNA分子，其包括a)SEQ ID NO :2或3所示的序列；b)DNA分子，其编码与SEQ ID NO :2或3所示序列所编码的多肽相比，具有一个或多个氨基酸残基的保守替代的多肽；c)与SEQID NO :2或3所示的序列具有至少90%序列同一性的DNA分子或编码其酶活性片段的序列；d)与SEQID NO :2或3所示序列互补的序列；e)由于遗传密码的简并性而衍生自SEQID NO :2或3所示序列的序列之一。
2.分离的、合成的或重组的多肽，其包括a)SEQ ID NO :1所示的序列；b)权利要求I所述DNA分子编码的氨基酸序列；c)权利要求I所述DNA分子编码的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代、缺失和/或添加且与水稻分蘖及株高性状相关的由a)或b)衍生的多肽。
3.含有权利要求I所述DNA分子或权利要求2所述多肽的表达载体或表达盒。
4.根据权利要求3所述的表达载体，其特征在于所述表达载体为权利要求I所述DNA 分子插入载体PCAMBIA3300的多克隆位点而获得的。
5.扩增权利要求I所述DNA分子的引物对。
6.含有权利要求I所述DNA分子或权利要求2所述多肽的转基因细胞系、重组菌或重组病毒。
7.权利要求I所述DNA分子或权利要求2所述多肽在调控水稻株高或分蘖中的应用。
8.—种调控水稻株高和/或分蘖数的方法，是将权利要求I所述DNA分子或权利要求 2所述多肽导入目的水稻组织或细胞中，得到株高和/或分蘖数改变的转基因水稻。
9.一种培育矮杆和/或分蘖数增加的水稻的方法，是沉默目的水稻中所含有的权利要求I所述DNA分子或权利要求2所述多肽，得到株高降低和/或分蘖数增加的转基因水稻。
10.一种培育转基因植物的方法，是将权利要求I所述DNA分子或权利要求2所述多肽导入目的植物中，得到转基因植物；所述转基因植物与所述目的植物相比，分蘖增加、株高降低。
全文摘要
一种水稻分蘖及株高相关蛋白HTDF及其编码基因与应用，属于水稻遗传育种技术领域。本发明所提供的水稻分蘖及株高相关蛋白HTDF及其编码基因在失去功能或表达量下降的条件下可引起水稻分蘖数增加及株高降低，因此，通过基因工程的方法能利用该基因有效地调节、控制和改良水稻的株型，对进一步提高水稻产量、培育植物新品种等具有重要的潜在作用。
文档编号A01H5/00GK102978221SQ20121050848
公开日2013年3月20日 申请日期2012年11月30日 优先权日2012年11月30日
发明者张德春, 陈彩艳, 刘伟, 朱玉新, 陈发菊, 李晓玲 申请人:三峡大学