水稻环境条件性致死突变基因osesl1及其编码蛋白和应用制造技术

水稻环境条件性致死突变基因osesl1及其编码蛋白和应用，涉及一种水稻突变基因osesl1及其编码蛋白和应用。是要解决现有方法无法有效的防止异常气候对光温敏不育系育性的影响的问题。基因osesl1的核苷酸序列如序列表中SEQ ID NO：1所示。其编码蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO：2所示。osesl1突变体水稻抽穗后，种胚致死表型在授粉后12天出现，表现为胚和胚乳连接处变黑。当平均温度低于22℃时种胚正常，当平均温度高于28℃时种胚致死，当温度在22‑28℃之间时，大于13h长日照条件下种胚致死，小于13h短日条件下种胚正常。本发明专利技术的基因osesl1在控制水稻种胚发育中的应用。

Rice Environmental Conditional Lethal Mutant Gene osesl1 and Its Encoding Protein and Its Application

The environmental conditional lethal mutant gene osesl1 in rice and its coding protein and application involve a rice mutant gene osesl1 and its coding protein and application. To solve the problem that the existing methods can not effectively prevent the effect of abnormal climate on the fertility of photothermo-sensitive male sterile lines. The nucleotide sequence of osesl 1 gene is shown as SEQ ID NO:1 in the sequence list. The amino acid sequence encoding the protein is shown in SEQ ID NO:2. After heading, the lethal phenotype of osesl1 mutant rice embryo appeared 12 days after pollination, which showed that the junction of embryo and endosperm became black. When the average temperature is lower than 22 C, the embryo is normal, when the average temperature is higher than 28 C, when the temperature is between 22 28 C, the embryo is dead under long sunshine for more than 13 hours, and the embryo is normal under short sunshine for less than 13 hours. Application of osesl1 gene in controlling rice embryo development.

【技术实现步骤摘要】
水稻环境条件性致死突变基因osesl1及其编码蛋白和应用
本专利技术涉及一种水稻突变基因osesl1及其编码蛋白和应用。
技术介绍
水稻(OryzasativaL.)是人类赖以生存的重要粮食作物，全世界一半以上的人口以水稻为主粮。全球120多个国家种植水稻，其中90％的种植面积和产量集中于亚洲。中国是世界稻谷生产大国和稻作历史古国，是最大的水稻生产基地之一，水稻总产量居世界第一。近年来，随着世界人口的增长、老龄化的加剧、城市化建设的加快，以及部分地区植被破坏所导致的环境恶化等问题的出现，如何在有限的人力和环境资源条件下提高水稻的产量和品质、保证粮食安全是关系国计民生的重大问题。利用杂种优势提高水稻产量和品质是现代农业的主要成就之一，并在雄性不育的基础上提出了三系法和两系法杂交水稻。三系法中，不育系的不育性稳定、不受光温影响、但需要保持系进行繁种，生产过程复杂，而且恢复系受到细胞质生物遗传的限制，制约了三系法的发展。两系法核心为光温敏不育系，其育性转换与日照长短和温度高低有密切关系：温敏不育系的育性转换表现为受温度主控，高温不育，低温可育；光敏不育系的育性转换由光周期主控，长光照诱导不育，短光照下可育。两系法杂交稻，不再需要借助保持系来繁殖不育系，种子生产简单、成本低，但随着繁殖代数的增加起点温度不断升高，不育系丧失温敏的特性、易受不稳定天气影响使育性波动导致种子纯度下降，制种和繁种都存在一定的风险。目前克隆的多个具有感温性或感光性的基因均来自于不育系，其中包括温敏不育基因tms5，其蛋白编码一个短版的RNaseZ同源蛋白RNaseZS1(ZhouH,ZhouM,YangY,etal.2014.RNaseZS1processesUbL40mRNAsandcontrolsthermosensitivegenicmalesterilityinrice.NatureCommunications,5:4884.)；光敏不育基因pms3为RNA(LDMAR)(DingJ,LuQ,OuyangY,etal.2012.AlongnoncodingRNAregulatesphotoperiod-sensitivemalesterility,anessentialcomponentofhybridrice.ProceedingsoftheNationalAcademyofSciencesoftheUSA,109(7):2654-2659)；光温敏核不育基因Ugp1尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶基因(UDP-glucoserophosphorylase,Ugp1)(ChenR,ZhaoX,ShaoZ,etal.2007.RiceUDP-glucosepyrophosphorylase1isessentialforpollencallosedepositionanditsco-suppressionresultsinanewtypeofthermosensitivegenicmalesterility.ThePlantCell,19(3):847-861.)、水稻肌球蛋白基因(OryzasativamyosinXIB,osmyoXIB)(JiangSY,CaiM,RamachandranS.2007.ORYZASATIVAMYOSINXIBcontrolspollendevelopmentbyphotoperiod-sensitiveproteinlocalizations.DevelopmentalBiology,304(2):579-592.)和花药碳饥饿基因(carbonstarvedanther,CSA)(ZhangH,XuC,HeY,etal.2013.MutationinCSAcreatesanewphotoperiod-sensitivegenicmalesterilelineapplicableforhybridriceseedproduction.ProceedingsoftheNationalAcademyofSciencesoftheUSA,110(1):76-81.)。上述基因均是涉及花粉育性相关基因，如果向不育系中同时导入环境敏感型的合子致死基因或胚胎致死基因，利用环境条件让不育系在制种时所产生自交种子死亡，即便出现不稳定的天气导致育性变化而结实，也会由于合子或胚胎的条件性致死使得自交种子不能存活，从而保证杂交种纯度；而在对不育系进行繁种时，花粉育性条件同时也满足了合子或胚胎的存活条件，保证了自交种子结实可用。然而，科研人员却一直苦于没有找到适合的基因可以应用。无论三系法还是两系法杂交稻在制种过程中，不育系和恢复系都要分开播种，而且在收获杂交种时候，恢复系还需要单独收获，这两种情况都存在操作程序繁琐、成本高、劳动强度大等问题，仅适用于在劳动密集型国家和地区推广，在经济发达和机械化程度高的国家推广缓慢，大大限制了杂交稻的发展。在有限的人力与环境资源条件下，要保证杂交水稻的产量增加和成本降低，必须实现杂交水稻制种的全程机械化，因此提出筛选受精、结实存在障碍的特殊材料或自交不发芽的材料作父本，这两类材料都能正常提供花粉。选择这种材料作恢复系(父本)，可以省去在杂交水稻制种过程中对恢复系的单独处理，但父本自身的繁殖问题还有待研究，所以目前尚未在生产上应用。因此如何有效的防止异常气候对光温敏不育系育性的影响以及最大限度降低杂交稻制种成本已成为我国杂交稻生产必须解决的重要课题。
技术实现思路
本专利技术是要解决现有方法无法有效的防止异常气候对光温敏不育系育性的影响的问题，提供一种水稻环境条件性致死突变基因osesl1及其编码蛋白和应用。本专利技术水稻环境条件性致死突变基因osesl1的核苷酸序列如序列表中SEQIDNO：1所示。该基因具有5个外显子，4个内含子。本专利技术水稻环境条件性致死突变基因osesl1编码蛋白的氨基酸序列如SEQIDNO：2所示。本专利技术水稻环境条件性致死突变基因osesl1在控制水稻种胚发育中的应用。进一步的，控制水稻生长环境温度低于22℃时种胚正常，控制的水稻生长环境温度高于28℃时种胚致死。进一步的，当水稻生长环境温度在22-28℃之间时，控制日照时间大于13h种胚致死，控制日照时间小于13h种胚正常。本专利技术提取osesl1突变体基因组的DNA，采用标记dCAP2经PCR扩增，和NcoI酶切鉴定，获得osesl1osesl1基因型的纯合子。所述dCAP2标记的上游引物的序列如SEQIDNO：4所示，下游引物的序列如SEQIDNO：5所示。本专利技术观察研究osesl1突变体发现水稻抽穗后，种胚致死表型在授粉后12天出现，表现为胚和胚乳连接处变黑。当平均温度低于22℃时种胚正常，当平均温度高于28℃时种胚致死，而当温度在22-28℃之间时种胚发育主要受到光周期调控，大于13h长日照条件下种胚致死，小于13h短日条件下种胚正常。本专利技术得到一个粳稻日本晴EMS诱变的环境条件性致死突变体osesl1(Photo/thermo)-periodsensitivelethal1)，该突变体结实后种胚变黑，收获季遇到高温高湿天气有穗发芽现象，拯救后植株营养生长和生殖生长都不受影响。该突变表型由一个隐性核基因控制。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.水稻环境条件性致死突变基因osesl1，其特征在于该水稻环境条件性致死突变基因osesl1的核苷酸序列如序列表中SEQ ID NO：1所示。

【技术特征摘要】
1.水稻环境条件性致死突变基因osesl1，其特征在于该水稻环境条件性致死突变基因osesl1的核苷酸序列如序列表中SEQIDNO：1所示。2.如权利要求1所述的水稻环境条件性致死突变基因osesl1的编码蛋白，其特征在于该编码蛋白的氨基酸序列如SEQIDNO：2所示。3.如权利要求1所述的水稻环境条件性致死突...

【专利技术属性】
技术研发人员：方军，王晶，于洋，卜庆云，
申请(专利权)人：中国科学院东北地理与农业生态研究所，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23