本发明专利技术提供一种高育种价值的水稻叶色突变体基因OsBH6，其cDNA序列如SEQ ID NO.1所示，为甘氨酰tRNA合成酶基因ORF16在第1346个碱基处由T到A的单碱基突变，该突变发生在基因ORF16第六个外显子上，导致表达蛋白的第217个氨基酸由异亮氨酸变为赖氨酸，表现为致死型。通过检测本发明专利技术所述突变基因OsBH6，可以发现潜在的白化幼苗隐性基因，对于白化幼苗的基因检测和水稻育种具有重要的意义。
Rice leaf color mutant gene with high breeding value and its application
The present invention provides a high breeding value rice leaf color mutant gene OsBH6, whose cDNA sequence, as shown by SEQ ID NO.1, is a single base mutation of the glyyl tRNA synthetase gene ORF16 from T to A at 1346th bases, which occurs on the sixth exons of the gene ORF16, and the 217th amino acids of the expressed protein are different. Leucine changed to lysine and showed lethal type. The latent gene of albino seedlings can be found by detecting the mutant gene OsBH6, which is of great significance for the gene detection of albino seedlings and rice breeding.
【技术实现步骤摘要】
一种高育种价值的水稻叶色突变基因及应用
本专利技术涉及水稻作物遗传育种的领域，具体涉及一种具有高育种价值的水稻叶色突变基因及其应用。技术背景氨酰tRNA合成酶是蛋白质合成过程中的关键酶,能专一辨认氨基酸的侧链基团和tRNA反密码子区域并催化氨基酸与特异一类tRNA结合,使mRNA的遗传信息准确地反映在蛋白质氨基酸序列上。氨酰tRNA合成酶为人们所熟知的功能是在蛋白合成过程中催化甘氨酸与特异tRNA结合，但除此之外氨酰tRNA合成酶还有其他功能，例如酿酒酵母中编码甘氨酰tRNA合成酶基因GRS1能绑定酵母体内ADH2和CYC1基因的3′末端从而调控转录终止[1]；水稻中编码缬氨酰tRNA合成酶基因WP1可以调控核糖体RNA的合成[2]，该基因也是水稻中发现的第一个氨酰tRNA合成酶的基因；拟南芥中的EDD1(embryo-defectivedevelopment)是水稻甘氨酰tRNA合成酶基因的一个同源基因[3]，EDD1是高等植物中发现的第一个编码甘氨酰tRNA合成酶的基因，它在大肠杆菌中还有一个同源基因，Uwer通过Ds插入得到了一个拟南芥胚发育缺陷突变体，该基因的突变导致一个胚发育停滞在球形胚和心形胚之间的时期的致死表型。氨酰tRNA合成酶的作用使得其发现和相关突变体的鉴定具有重要意义。参考文献：[1]JohansonK,HoangT,ShethM.etal.GRS1,ayeasttRNAsynthetasewitharoleinmRNA3′endformation[J].JBiolChem,2003,278(38):35923-35930.[2]YunlongWang,ChunmingWang,MingZhengetal.,WHITEPANICLE1,aVal-tRNAsynthetaseregulatingchloroplastribosomebiogenesisinrice,isessentialforearlychloroplastdevelopment,PlantPhysiology2016.[3]UwerU,WillmitzerL,AltmannT.1998.Inactivationofaglycyl-tRNAsynthetaseleadstoanarrestinplantembryodevelopment.ThePlantCell10,1277–1294。
技术实现思路
本专利技术目的之一在于提供一种甘氨酰tRNA合成酶基因ORF16。本专利技术目的之二在于提供一种高育种价值的水稻叶色突变体基因OsBH6。本专利技术目的之三在于提供叶色突变体基因OsBH6的应用。本专利技术的目的通过下列技术方案实现：本专利技术提供一种甘氨酰tRNA合成酶基因ORF16，是一种叶绿体/线粒体前体蛋白，全长10,538bp，包含34个外显子33个内含子。本专利技术还提供一种高育种价值的水稻叶色突变体，其特征在于为甘氨酰tRNA合成酶基因ORF16在第1346个碱基处由T到A的单碱基突变。本专利技术还提供一种高育种价值的水稻叶色突变体基因OsBH6，其cDNA序列如SEQIDNO.1所示，为甘氨酰tRNA合成酶基因ORF16在第1346个碱基处由T到A的单碱基突变，该突变发生在基因ORF16第六个外显子上，导致表达蛋白的第217个氨基酸由异亮氨酸变为赖氨酸，表现为致死型。本专利技术还提供一段所述突变体基因OsBH6的特异性基因片段，序列如SEQIDNO.2所示。本专利技术还提供检测所述叶色突变基因OsBH6特异性基因片段的特异性引物：BH6-9F:CCTCCCTGTTCCCTTTTCGA(如SEQIDNO.3所示)；BH6-9R:GCCCTCCATCTTTCCTTCCT(如SEQIDNO.4所示)。本专利技术还提供所述甘氨酰tRNA合成酶基因ORF16、叶色突变基因OsBH6、其特异性基因片段或其特异性引物在水稻育种中的应用。本专利技术还提供所述甘氨酰tRNA合成酶基因ORF16、叶色突变基因OsBH6、其特异性基因片段或其特异性引物在水稻白花幼苗基因检测中的应用。通过检测本专利技术所述突变基因OsBH6，可以发现潜在的白化幼苗隐性基因，对于白化幼苗的基因检测和水稻育种具有重要的意义；或者在杂交育种过程中，通过将该基因导入到杂交亲本中作为一种标记性状，在苗期对目标性状进行选择。此外，带有突变基因OsBH6的突变体在表现为叶色异常的同时还可能伴随着自身激素合成和对外界激素响应的变化，对研究植物的激素生理亦具有重要意义；对叶色作为标记性状筛选突变体寻找突变基因并对其功能进行研究亦具有重要意义。附图说明图1野生型和突变体(bh6)不同天数表型情况；图2温度梯度处理下表型观察和叶绿素含量(mg/g)测定；图3野生型和突变体倒二叶叶片叶绿体结构观察；图4BH6的精细定位；图5BH6基因结构及验证；图6bh6进化树的构建；图7叶绿素合成相关基因定量分析；图8质体发育相关基因定量分析；图9PCAMBIA1305.1载体示意图；图10pCUbi1390载体示意图；图11对候选基因进行定点敲除后的表型；图12互补载体示意图。具体实施方式实施例1bh6突变体的遗传分析和突变基因OsBH6的精细定位(1)对bh6突变体进行了遗传分析以明确bh6突变体基因的突变类型：白化致死突变体bh6来源于粳稻品种宁粳4号的自然突变，经过大田观察、培养箱培养移栽和光照培养箱持续培养我们发现该突变体表现为稳定的白化(图1，(a)出苗后3天幼苗情况(b)出苗后10天幼苗情况(c)出苗后18天幼苗情况(d)出苗后3天叶绿素自发荧光(e)出苗后10天叶绿素自发荧光(f)出苗后18天叶绿素自发荧光。宁粳4号野生型(左)白化突变体(右))，后期不能转绿致死，并且不随着温度的改变而变化。叶绿素含量测定和叶绿素自发荧光观察都证明了该突变体与野生型存在明显的叶绿素含量差异(图2，(a)和(d)20℃野生型和突变体的表型和叶绿素含量；(b)和(e)25℃野生型和突变体的表型和叶绿素含量；(c)和(f)30℃野生型和突变体的表型和叶绿素含量)。由于该突变体为致死类型，故不能采用常规的两亲本正反杂交方法来进行测验，该突变体只能通过正常叶色表型的杂合植株后代分离产生,卡方测验发现bh6突变体白化致死表型是隐性单基因控制的。首先我们从挑选出bh6突变体极端作为亲本之一，作为父本的籼稻N22则为另一亲本，初定位时利用本实验室已有公共引物标记筛选出在这两个亲本之间存在多态的标记，再从F2群体中严格筛选表型与bh6亲本相同的极端个体10株，利用均匀覆盖水稻12条染色体组的标记来进行初步定位，结果将BH6定位与第六条染色体顶端标记N6-4之前约1.5Mb的物理距离，且确定BH6与标记N6-1紧密连锁；然后进一步扩大定位群体，将F2中全部白化极端个体318株全部用N6-1与N6-4两个标记筛选在其间发生重组的单株作为重要交换单株进一步定位，同时开发位于N6-4到第六条染色体顶端这段物理距离的InDel标记，最终将BH6定位在标记Bh6-12到第六条染色体顶端约266Kb的物理距离，这段距离包括B1460A05和OSJNBa0075G19两个BACs克隆(图4)。在杂交制种过程中，可以利用突变体苗期叶色表型，进行简单除本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高育种价值的水稻叶色突变体，其特征在于为甘氨酰tRNA合成酶基因ORF16在第1346个碱基处由T到A的单碱基突变。
【技术特征摘要】
1.一种高育种价值的水稻叶色突变体，其特征在于为甘氨酰tRNA合成酶基因ORF16在第1346个碱基处由T到A的单碱基突变。2.一种高育种价值的水稻叶色突变体基因OsBH6，其cDNA序列如SEQIDNO.1所示。3.权利要求1所述突变体或权利要求2所述突变体基因OsBH6在水稻育种中的应用。4.权利要求1所述突变体或权利要求2所述突变体基因OsBH6在水稻白花幼苗基因检测中的应用。5.一种高育种价值的...
【专利技术属性】
技术研发人员：万建民，赵志刚，郑海，王卓然，王超龙，余晓文，江玲，刘世家，刘喜，陈亮明，田云录，
申请(专利权)人：南京农业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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