专利名称：：稻米胶稠度控制基因gc6及其应用的制作方法
技术领域：
：本发明属于植物基因工程领域，具体地说，本发明涉及一种稻米胶稠度控制基因GC6；另外，本发明还涉及控制稻米胶稠度育种的方法。
背景技术：
：随着水稻产量的逐渐提高，人们对水稻的品质要求越来越高，稻米品质是一个复杂的性状，主要包括蒸煮食味品质、营养品质和外观品质等[1]。而蒸煮食味品质是稻米品质中最重要指标，主要受直链淀粉含量(AC)、胶稠度(GC)和糊化温度(GT)的影响β]。胶稠度是稻米食用品质的重要指标。低胶稠的米饭干燥蓬松，冷却后硬而粗糙，食味不佳；高胶稠的米饭湿润光滑而有弹性，冷却后仍保持柔软而深受欢迎。通常粳稻的胶稠度较高，而籼稻则低、中、高品种均有，且以高胶品种居多。胶稠度既是食用稻米的品质指标，同时也是影响稻米制品加工和酿酒业的重要特性。另外，由于胶稠度是一个受胚乳三倍体细胞控制的性状，同一植株上所结的不同种子的胶稠度存在着遗传分离与基因剂量效应，并易受其它性状和环境因素的影响，采用常规育种方法来改良胶稠度就较为困难，周期长，效率低，还受品种资源的制约。而基于基因克隆基础上的生物工程手段则是人工调控稻米胶稠度的最简便又有效的方法之一。参考文献如下1.LiuQQ,WangZYandGuMHetal..StableinheritanceoftheantisenseWaxygeneintransgenicricewithreducedamyloselevelandimprovedquality.TransgenicRes,2003,12:71-82(刘巧泉，王宗阳，顾铭洪等.稳定遗传的蜡质基因反义转基因技术可以降低稻米直链淀粉含量和改善品质.转基因研究，2003，12:71-82.)；2.FanCC,YuXQandZhangQFetal..Themaineffects，epistaticeffectsandenvironmentalinteractionsofQTLsonthecookingandeatingqualityofriceinadoub1ed-hapIoidlinepopulation.TheorApplGenet，2005，110:1445-1452(FanCC、余新桥，张启发等.稻米蒸煮食用品质主要效应、上位性效应及环境互作的QTL的分析·理论和应用遗传学，2005，110=1445-1452)。
发明内容本发明要解决的技术问题是提供一种稻米胶稠度制基因GC6以及植物改造方法。为了解决上述技术问题，本发明提供一种稻米胶稠度控制基因GC6，该基因GC6为SEQIDNO:1所示的核苷酸序列。本发明还同时提供了一种载体，为含有上述基因的植物表达载体。作为本发明的载体的改进植物表达载体为PCAMGC6。本发明还同时提供了一种宿主细胞，为含有上述载体的细胞。作为本发明的宿主细胞的改进细胞为大肠杆菌细胞、农杆菌细胞和或植物细胞。本发明还同时提供了一种控制稻米胶稠度高低构成的方法包括用上述载体转化植物细胞；和将转化的植物细胞培育成植株。可将上述载体通过农杆菌介导法或基因枪法转化植物细胞，该植株优选水稻。本发明还同时提供了一种改良稻米胶稠度高低的方法包括用上述载体转化植物细胞；和将转化的植物细胞培育成植株。可将上述载体通过农杆菌介导法或基因枪法转化植物细胞，该植株优选水稻。本发明的水稻胶稠度控制基因GC6编码的蛋白质，其具有SEQIDNO2所示的氨基酸序列。本发明人通过深入研究，利用粳稻品种春江6号(CJ06)和正常籼稻品种台中本地1号(Tm)构建的DH群体进行相关QTL定位，并运用图位克隆技术首先克隆了GC6基因。本发明的优选实施方式包含以下步骤一、水稻胶稠度控制基因的遗传分析本发明所采用的水稻品种为高胶稠度的粳稻品种春江06(CJ06)和低胶稠度的籼稻品种台中本地1号(TNl)，二品种杂交得Fl代，对F1代进行花药离体培养，再经自然加倍或用秋水仙素处理，随机选取其中的120个株系组成DH群体用于分子连锁图谱的构建。二、图位克隆控制水稻胶稠度的GC6基因(一)、GC6基因的精细定位及物理定位为了分离GC6基因，剔除GC2和GC3对GC6的干扰，本发明首先建立了一个仅带有GC6座位的染色体片断置换系(图2)，其由Tm(籼稻)与CJ06品种(粳稻)杂交之后，以CJ06为轮回亲本不断回交而成，该染色体片断置换系和CJ06杂交获得的Fl代经自交形成的BC4F2精细定位群体(图幻。然后根据已有的QTL分析结果，利用分子标记筛选交换单株，并结合这些交换单株的胶稠度分析，借助图位克隆的方法进行GC6基因的精细定位及物理定位。通过已测序的GC6位点区域的BAC序列，建立BAC克隆重叠群。发展新标记进行精细定位，最终将GC6定位于BAC克隆P0679C08上的标记S^和CAPS6之间111Λ的范围之内(图4)。通过分析此区段的开放阅读框(ORF)推测候选基因，结果发现该区间内只包含一个基因，对该候选基因进行序列分析，发现其在CJ06和Tm之间存在巨大差异(图5)。(二)、GC6基因的鉴定和功能分析进行功能互补的转基因研究。将低胶稠度品种Tm的GC6基因构建到常规植物表达载体并转化到高胶稠度品种CJ06中(图6)，结果表明本发明获得了使高胶度的粳稻品种CJ06的胶稠度降低的转基因水稻，证明了本发明正确克隆了GC6基因(图7)。随着人民生活水平的提高和市场经济的发展，对农作物品质的要求越来越高，农作物品质的改进无疑在农业发展中日益受到重视。GC6基因的发现与克隆，使得应用基因工程技术调控水稻稻米胶稠度成为可能，在改善稻米蒸煮和食味品质方面；同时也在稻米加工、食品添加剂生产方面发挥重要的作用。而在相关领域，如工业原料供应等方面势必也将起到一定的作用。下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。图1是DH群体及其双亲的胶稠度分布图2是GC6主效QTL座位的染色体片断置换系图；图2中，白色区域代表来自CJ06的基因组DNA，黑色区域代表来自I^l的基因组DNA图；112指水稻的12条染色体；图3是染色体片断置换系的构建图；图4是GC6在水稻第6染色体上的精细定位图；图4中，白色区域代表来自CJ06的基因组DNA，黑色区域代表来自I^l的基因组DNA，灰色区域代表杂合型的基因组DNA;L1L12是指经筛选获得的、用于基因图位克隆的12个重要的水稻植株；图5是CJ06和Tm基因组DNA差异的比较图；图6是载体pCAMGC6质粒图谱；图7是GC6基因转化高胶稠度水稻恢复低胶稠度的表型图；T2-17是指转基因互补实验中获得的一个植株；图8是载体pTCKGC6质粒图谱；图9是通过转基因技术可以高胶稠度稻米图；图9中，A代表转空载体PTCK303后对照表型，B代表干涉gel基因后表现巨胚表型。具体实施例方式下面结合附图对理解本发明作进一步的详细描述，但并非对本发明作限定。实施例1、水稻稻米胶稠度控制基因GC6的克隆1、水稻材料水稻(Oryzasativassp.)高胶稠度粳稻品种春江06(CJ06)和低胶稠度籼稻品种台中本地1号(TNl)02、分析和定位群体本发明所采用的水稻品种为高胶稠度的粳稻品种春江06(CJ06)和低胶稠度的籼稻品种台中本地1号(TNl)，二品种杂交得Fl代，对F1代进行花药离体培养，再经自然加倍或用秋水仙素处理，随机选取其中的120个株系组成DH群体用于分子连锁图谱的构建。移种大田或使用浓度2%的秋水仙素点滴水稻幼苗心叶。为了分离GC6基因，剔除GC2和GC3对GC6的干扰，本发明首先建立了一个仅带有GC6座位的染色体片断置换系(图2)，其由Tm(籼稻)与CJ06品种(粳稻)杂交之后，以CJ06为轮回亲本不断回交而成(例如回交4次)；该染色体片断置换系和CJ06杂交获得的Fl代经自交形成的BC4F2精细定位群体(图3)。用分子标记R1K40和RM587进行辅助选择，选择表现“I^l”基因型的单株用于进一步的回交和辅助选择，标记RM540和RM587的序列如下。3、水稻胶稠度控制基因的遗传分析在DH群体中，群体性状呈超亲分离，如图1所示。通过分析DH群体120个株系的胶稠度的表现，结合业已构建的遗传图谱，开展水稻胶稠度相关基因的遗传分析。QTL分析表明，在该DH群体中，共检测到3个与胶稠度有关的QTL座位，其中位于水稻第6染色体上的GC6为控制胶稠度的主效QTL，并将之定位于分子标记RM540和RM587之间(表1)。RM540FGCCTTCTGGCTCATTTATGCRM540RCTAGGCCTGCCAGATTGAACRM587F:ACGCGAACAAATTAACAGCCRM587RCTTTGCTACCAGTAGATCCAGC表1、胶稠度相关性状的QTL分析权利要求1.一种稻米胶稠度控制基因GC6，其特征是该基因GC6为SEQIDNO:1所示的核苷酸序列。2.如权利要求1所述的水稻胶稠度控制基因GC6编码的蛋白质，其特征是具有SEQIDNO2所示的氨基酸序列。3.一种载体，其特征是为含有权利要求1所述基因的植物表达载体。4.根据权利要求3所述的载体，其特征是所述植物表达载体为PCAMGC6。5.一种宿主细胞，其特征是为含有权利要求3或权利要求4所述载体的细胞。6.根据权利要求5所述的宿主细胞，其特征是所述细胞为大肠杆菌细胞、农杆菌细胞和或植物细胞。7.—种控制稻米胶稠度高低构成的方法，其特征是包括用权利要求3或权利要求4所述载体转化植物细胞；再将转化的植物细胞培育成植株。8.根据权利要求7所述的控制稻米胶稠度高低构成的方法，其特征是所述转化法为农杆菌介导法或基因枪法，所述植株为水稻。9.一种改良稻米胶稠度高低的方法，其特征是包括用权利要求3或权利要求4所述载体转化植物细胞；再将转化的植物细胞培育成植株。10.根据权利要求9所述的改良稻米胶稠度高低的方法，其特征是所述转化法为农杆菌介导法或基因枪法，所述植株为水稻。全文摘要本发明公开了一种稻米胶稠度控制基因GC6，该基因GC6为SEQIDNO:1所示的核苷酸序列。本发明还同时公开了如上述水稻胶稠度控制基因GC6编码的蛋白质，其具有SEQIDNO:2所示的氨基酸序列。本发明还同时公开了含有上述基因的植物表达载体和宿主细胞。本发明还同时公开了一种控制稻米胶稠度高低构成的方法包括用本发明所述载体转化植物细胞；再将转化的植物细胞培育成植株。本发明还同时公开了一种改良稻米胶稠度高低的方法，包括用本发明所述载体转化植物细胞；再将转化的植物细胞培育成植株。文档编号C07K14/415GK102206652SQ20111011115公开日2011年10月5日申请日期2011年4月30日优先权日2011年4月30日发明者刘坚,张光恒,曾大力,朱丽,胡江,苏岩,董国军,郭龙彪,钱前,颜美仙,饶玉春,高振宇申请人:中国水稻研究所