OsBICs基因在调控植物株高、开花时间中的应用制造技术

本发明专利技术公开了OsBICs基因在调控植物株高、开花时间中的应用，所述OsBICs基因包括水稻基因OsBIC1、OsBIC2。它们所编码蛋白质的氨基酸序列分别如SEQ ID NO:2、4所示。本发明专利技术首次克隆获得了水稻基因OsBIC1、OsBIC2，并对其功能进行了研究，发现OsBIC1、OsBIC2在水稻光周期反应中作用明显，与拟南芥BICs特点相似，均能够延迟开花和蓝光特异性促进叶鞘的伸长。

【技术实现步骤摘要】
OsBICs基因在调控植物株高、开花时间中的应用
本专利技术属于植物基因工程
，具体地说，涉及OsBICs基因在调控植物株高、开花时间中的应用。
技术介绍
水稻为禾本科单子叶C3模式植物，是重要的粮食作物，占全世界粮食产量的21％。据推测，到2030年，为了满足日益增长的人口粮食需求，水稻产量需增加40％才能够满足人口需要。如何提高作物单产，已经成为育种家亟需解决的问题。因此，水稻一直是育种、遗传学、分子生物学研究的主要材料。水稻的产量构成性状复杂，开花(也叫抽穗期)和株高是农作物的两个重要的农艺性状，已成为提高水稻产量的一个极具潜力的研究方向。水稻抽穗期受到多种环境因子的影响，如日照长度(光周期)、温度、营养和水分等。光周期调控开花的分子机制已经基本被阐明，这可能是因为在季节变化过程中，日照长度比其它环境因子更容易被掌控。通过调控植株光周期反应和株高可增加水稻的适应性、抗倒伏能力，从而增加产量。研究表明，隐花色素(cryptochrome)对植物的光周期反应非常重要。隐花色素是一种普遍存在于动物、植物、微生物中的蓝光受体，它能接受蓝光信号、诱导下游基因进行信号转导，从而引起相关的生理反应。植物中隐花色素的主要作用是参与植物的光形态建成和光周期介导的开花反应。对植物中隐花色素功能的解析主要来自对模式植物拟南芥的研究。拟南芥中有三种隐花色素：AtCRY1、AtCRY2和AtCRY3，其中AtCRY1和AtCRY2具有光解酶活性参与光信号反应，在水稻中，隐花色素也具有同样的作用，OsCRY1a、OsCRY1b、OsCRY2分别过表达都会导致水稻叶鞘变短。最新研究表明，在拟南芥中存在两个小蛋白AtBIC1和AtBIC2，可与CRY2在蓝光条件下特异性互作，并在叶鞘和开花中与CRY2呈现相反的表型。AtBIC1和AtBIC2过表达可导致拟南芥开花延迟和蓝光特异下胚轴伸长。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供OsBICs基因在调控植物株高、开花时间中的应用。为了实现本专利技术目的，本专利技术提供OsBICs基因在调控植物株高中的应用，所述OsBICs基因包括水稻基因OsBIC1、OsBIC2。其中，OsBIC1基因编码的蛋白质为如下(a)或(b)：(a)由SEQIDNO:2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(b)SEQIDNO:2所示序列经取代、缺失或添加一个或几个氨基酸且具有同等功能的由(a)衍生的蛋白质；OsBIC2基因编码的蛋白质为如下(c)或(d)。(c)由SEQIDNO:4所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(d)SEQIDNO:4所示序列经取代、缺失或添加一个或几个氨基酸且具有同等功能的由(c)衍生的蛋白质。水稻基因OsBIC1、OsBIC2的cDNA序列分别如SEQIDNO:1、3所示。前述的应用，所述调控是指使植物株高变高。所述应用包括：1)使植物包含OsBIC1基因和/或OsBIC2基因；或者，2)使植物过表达OsBIC1基因和/或OsBIC2基因。本专利技术所述植物为单子叶植物或双子叶植物，优选为水稻或拟南芥。本专利技术还提供所述OsBICs基因在调控植物开花时间中的应用。所述调控是指延迟开花时间(例如推迟水稻抽穗期)。所述应用包括：1)使植物包含OsBIC1基因和/或OsBIC2基因；或者，2)使植物过表达OsBIC1基因和/或OsBIC2基因。本专利技术还提供OsBICs基因在水稻育种中的应用。其中，育种目的为调控植株高度、开花时间。本专利技术还提供一种培育转基因植物的方法，包括将所述OsBICs基因导入目的植物中以获得转基因植物，调控水稻植株高度、开花时间。在本专利技术的一个具体实施方式中，培育转基因植物的方法进一步包括获得所述转基因植物的种子，并通过种植所述种子以获得转基因植物后代。本专利技术还提供一种调控植物植株高度的方法，包括将所述OsBICs基因或含有该基因的载体引入所述植物中以使其在植物中表达，从而调控水稻植株高度。本专利技术还提供一种调控植物植株开花时间的方法，包括将所述OsBICs基因或含有该基因的载体引入所述植物中以使其在植物中表达，从而调控水稻植株开花时间。携带有所述目的基因的表达载体可通过使用Ti质粒、植物病毒载体、直接DNA转化、微注射、电穿孔等常规生物技术方法导入植物细胞中(Weissbach，1998，MethodforPlantMolecularBiologyVIII，AcademyPress，NewYork，第411-463页；Geiserson和Corey，1998，PlantMolecularBiology，2ndEdition)。在本专利技术的一个具体实施方式中，利用Infusion系统(Clotech)，通过限制性酶切位点PstI分别将OsBICs的cDNA序列构建到过表达载体pHCF上，将重组载体转入到根癌土壤农杆菌EHA105中，并通过农杆菌介导法转化水稻日本晴(Oryzasativajaponicacv.Kita-ake)。用T1代对过表达植株进行植株高度、开花时间等表型测量。借由上述技术方案，本专利技术至少具有下列优点及有益效果：本专利技术首次克隆获得了水稻基因OsBIC1、OsBIC2，并对其功能进行了研究，发现OsBIC1、OsBIC2在水稻光周期反应中作用明显，与拟南芥BICs特点相似，均能够延迟开花和蓝光特异性促进叶鞘的伸长。附图说明图1为本专利技术实施例2中OsBICs过表达转基因水稻植株的Westernblot检测结果。图2为本专利技术实施例3中基因OsBICs过表达后，在转基因植株中株开花延迟的表型。其中，A为野生型(WT)、OsBIC1-4、OsBIC2-7自然条件下植株照片；B为野生型(WT)、OsBIC1-4、OsBIC2-7分别在自然条件、长日照条件、短日照条件下的开花统计结果。图3为本专利技术实施例3中基因OsBICs过表达后，在蓝光条件下叶鞘伸长的表型。其中，A、B、C为野生型(WT)、OsBIC1-4、OsBIC2-7植株分别在黑暗、弱蓝光、强蓝光条件下的14天幼苗照片；D、E、F为野生型(WT)、OsBIC1-4、OsBIC2-7植株从黑暗转到蓝光条件下的叶鞘长度变化统计图；G、H、I为野生型(WT)、OsBIC1-4、OsBIC2-7植株在黑暗、蓝光、红光、远红光条件下的叶鞘长度变化统计图。具体实施方式以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。若未特别指明，实施例均按照常规实验条件，如Sambrook等分子克隆实验手册(SambrookJ&RussellDW,MolecularCloning:aLaboratoryManual,2001)，或按照制造厂商说明书建议的条件。以下实施例中使用的pHCF质粒参见Zhang,C.,Liu,J.,Zhao,T.,Gomez,A.,Li,C.,Yu,C.,Li,H.,Lin,J.,Yang,Y.,Liu,B.,etal.(2016).ADrought-InducibleTranscriptionFactorDelaysReproductiveTiminginRice.Plantphysiology171,334-343。实施例1水稻OsBICs基因过表达载体的构建(1)取水稻日本晴的种子，种植在含有营养土中，在短本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.OsBICs基因在调控植物株高中的应用，所述OsBICs基因包括水稻基因OsBIC1、OsBIC2；其中，OsBIC1基因编码的蛋白质为如下(a)或(b)：(a)由SEQ ID NO:2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(b)SEQ ID NO:2所示序列经取代、缺失或添加一个或几个氨基酸且具有同等功能的由(a)衍生的蛋白质；OsBIC2基因编码的蛋白质为如下(c)或(d)：(c)由SEQ ID NO:4所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(d)SEQ ID NO:4所示序列经取代、缺失或添加一个或几个氨基酸且具有同等功能的由(c)衍生的蛋白质。

【技术特征摘要】
1.OsBICs基因在调控植物株高中的应用，所述OsBICs基因包括水稻基因OsBIC1、OsBIC2；其中，OsBIC1基因编码的蛋白质为如下(a)或(b)：(a)由SEQIDNO:2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(b)SEQIDNO:2所示序列经取代、缺失或添加一个或几个氨基酸且具有同等功能的由(a)衍生的蛋白质；OsBIC2基因编码的蛋白质为如下(c)或(d)：(c)由SEQIDNO:4所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(d)SEQIDNO:4所示序列经取代、缺失或添加一个或几个氨基酸且具有同等功能的由(c)衍生的蛋白质。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述调控是指使植物株高变高。3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述应用包括：1)使植物包含OsBIC1基因和/或OsBIC2基因；或者，2)使植物过表达OsBIC1基因和/或OsBIC2基因。4.根据权利要求1-3任一项所述的应用，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘军，李聪，赵涛，李宏宇，刘斌，
申请(专利权)人：中国农业科学院作物科学研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11