一种水稻FON2基因突变体及其分子鉴定方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种水稻FON2基因突变体及其分子鉴定方法和应用，属于基因工程技术领域。水稻FON2基因突变体是将籼稻品种93‑11经钴60辐射诱变后造成FON2基因编码区第三外显子上第443位至第447位碱基的CGCGGC被一个T碱基替换而获得，其突变后的FON2也被命名为fon2‑1907，核苷酸序列如SEQ ID No.1所示。该突变引起水稻花器官同源转化和数目增加，可用作转基因水稻的表型筛选标记。本发明专利技术还提供了该突变体的分子标记鉴定方法及其在转育新种质中的应用。

【技术实现步骤摘要】
一种水稻FON2基因突变体及其分子鉴定方法和应用
本专利技术属于基因工程领域，具体地说，涉及一种水稻FON2基因突变体fon2-1907及其应用。
技术介绍
花是区别被子植物与其他陆生植物的特征器官，具有复杂的结构和多变的类型。双子叶植物的花由呈同心圆排列的四轮花器官组成，从外向内依次为萼片、花瓣、雄蕊和心皮(雌蕊)。不同双子叶植物每轮花器官的数目和类型有所差异，例如拟南芥有4片萼片、4片花瓣，6枚雄蕊和1枚雌蕊。单子叶植物的花器官结构也呈轮状排列，但与双子叶植物的器官形态不完全相同。以水稻小花为例，在萼片轮生长的是1枚外稃和1枚內稃，在花瓣轮生长的是2枚浆片，再向内分别生长着6枚雄蕊和1枚雌蕊。水稻小花是一朵完全花，在小花外侧着生着一对护颖，是两朵不完全花。在护颖的外侧还着生一对退化的颖片，叫副护颖。副护颖、护颖和小花组成了水稻的一个小穗。花是由茎顶端分生组织分化发育而来。被子植物从营养生长转入生殖生长后，茎顶端分生组织会先后分化出花序分生组织、枝梗分生组织、小穗或花分生组织、各轮花器官分生组织。花器官分生组织最后发育成成熟的花器官，组成花。因此顶端分生组织的正常发育对花的形成至关重要。在被子植物中存在着多条调控顶端分生组织生长的分子途径，其中研究较为透彻的一条是拟南芥的WUS-CLV途径。该途径通过促进或限制茎顶端分生组织细胞的增加，使茎顶端分生组织的大小维持在一个稳定的状态中。WUS编码一个由291个氨基酸组成的同源异型结构域蛋白，WUS蛋白的存在能够促使分生组织细胞保持未分化的状态，并维持茎顶端分生组织的结构和功能的完整性，它的突变会导致茎顶端分生组织的缺失。WUS在分生组织细胞组织中心的细胞中表达，其蛋白从分生组织细胞组织中心转移到中心区的细胞中并诱导CLV3基因的表达。CLV基因(CLV1、CLV2、CLV3)能够限制中心区细胞的分裂速度，并能够促进进入侧翼分生区的细胞从未分化的状态转换成分化状态。CLV3编码一个小分子配体蛋白，作为一个信号分子，从中心区细胞中分泌出来，结合到CLV1、CLV2蛋白复合体中，并激活复合体的的功能，CLV1、CLV2、CLV3共同抑制WUS的表达(Brandetal.,2000)。WUS-CLV形成一个正-负反馈回路维持分生组织的大小。WUS-CLV途径在拟南芥、水稻、玉米、番茄中具有保守性。在水稻中，FLORALORGANNUMBER1(FON1)和FON4(也叫FON2)与拟南芥的CLV1、CLV3分别同源。fon1和fon4的突变体都增大了花分生组织，以及增加了花器官数目，尤其是雄蕊和雌蕊数目(Suzakietal.,2004，2006；Chuetal.,2006)。水稻中现在已经克隆了fon1、fon2(fon4)、fon3、fon6、eg1、ddf1等基因。目前已克隆的FON2(FON4)基因突变体有三个，其中fon4-1是通过辐射诱变获得，带有一段包括FON2在内的约200kb的缺失。fon4-2和fon4-3是自然变异突变体，前者带有一个单碱基的替换，后者带有一段包括FON2在内的约20kb的缺失。前述三个FON2突变体都引起花器官数目增多，内部的柱头和雄蕊增加了2.0-2.9倍。此外，大片段缺失还造成了fon4-1的叶色突变(Chu,etal,TheFLORALORGANNUMBER4GeneEncodingaPutativeOrthologofArabidopsisCLAVATA3RegulatesApicalMeristemSizeinRice.PlantPhysiology.2006,142:1039–1052)。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种水稻FON2基因突变体fon2-1907及其分子鉴定方法和应用。本专利技术首先对籼稻品种93-11种子进行钴60辐射诱变处理，种植处理过的种子获M1代植株。M1代植株自交产生M2代。种植M2代植株，对M2代植株进行形态学，组织化学和遗传学鉴定，筛选花器官异常植株，然后通过图位克隆和DNA测序得到相应突变基因。本专利技术提供的水稻FON2基因突变体fon2-1907，其为水稻FON2基因第443位到第447位碱基的CGCGGC被一个T碱基替换，该突变位点位于第三外显子上，其核苷酸序列如SEQIDNo.1所示。本专利技术提供了含有FON2基因突变体fon2-1907的水稻材料。本专利技术提供了含有本专利技术所述水稻FON2基因突变体fon2-1907编码基因的生物材料，所述生物材料为表达载体，含有上述表达载体的宿主细胞和菌株。本专利技术提供了水稻FON2基因突变体fon2-1907或含有该突变体编码基因的生物材料在水稻花器官同源转化和数目增加中的应用。本专利技术提供了水稻FON2基因突变体fon2-1907或含有该突变体编码基因的生物材料在作为转基因水稻的表型筛选标记中的应用。本专利技术提供了水稻FON2基因突变体fon2-1907或含有该突变体编码基因的生物材料在制备转基因植物中的应用。本专利技术提供了水稻FON2基因突变体fon2-1907或含有该突变体编码基因的生物材料在制备隐性异常花穗的转基因水稻中的应用。本专利技术提供了水稻FON2基因突变体fon2-1907或含有该突变体编码基因的生物材料在水稻改良育种、制种中的应用。本专利技术提供了检测水稻FON2基因突变体fon2-1907的分子标记，可以检测FON2基因第443位到第447位碱基的CGCGGC被一个T碱基替换的突变。优选的，该分子标记可以通过如下引物对通过PCR扩增获得：上游引物1907_F：ACCTCTGTTTACCGGATCGAG(如SEQIDNO.2所示)下游引物1907_R：TCGACGACCAAGAAGACCAC(如SEQIDNO.3所示)。本专利技术提供了用于检测上述分子标记的引物的试剂盒，优选地，所述检测引物序列如SEQIDNO.2和SEQIDNO.3所示。本专利技术提供了所述分子标记或所述的检测引物或所述的试剂盒在检测fon2-1907或水稻异常花穗性状中的应用。本专利技术提供了水稻FON2基因突变体fon2-1907或水稻异常花穗性状的分子鉴定方法，所述方法包括采用本专利技术所述的检测引物或含有该检测引物的试剂盒扩增FON2基因片段，并分析扩增产物的长度：如果扩增出的产物为166bp，则标志着该待检植物FON2基因型为野生型，花穗性状正常；如果扩增产物为161bp，则标志着该待检植物FON2基因型为fon2-1907突变体，花器官发生同源转化且数目增加；如果扩增产物为166bp和161bp两种带型，则标志着该待检植物FON2基因型为杂合基因型，花穗性状正常。本专利技术还提供了检测水稻FON2基因突变体fon2-1907的特异性引物对，该特异性引物对的核苷酸序列为：上游引物1907_F：ACCTCTGTTTACCGGATCGAG(如SEQIDNO.2所示)下游引物1907_R：TCGACGACCAAGAAGACCAC(如SEQIDNO.3所示)本专利技术的有益效果在于，本专利技术提供的水稻FON2基因突变体是将籼稻品种93-11经钴60辐射诱变后造成FON2基因编码区第三外显子上第443位至第447位碱基的CGCGGC被一个T碱基替换而获得，该突变引起水稻花器官同源转化和数目本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水稻FON2基因突变体fon2‑1907，其为水稻FON2基因第443位到第447位碱基的CGCGGC被一个T碱基替换得到，该突变位点位于第三外显子上。

【技术特征摘要】
1.一种水稻FON2基因突变体fon2-1907，其为水稻FON2基因第443位到第447位碱基的CGCGGC被一个T碱基替换得到，该突变位点位于第三外显子上。2.如权利要求1所述水稻FON2基因突变体fon2-1907，该突变体的核苷酸序列如SEQIDNo.1所示。3.含有权利要求1或2所述FON2基因突变体fon2-1907编码基因的生物材料，所述生物材料为表达载体、宿主细胞或菌株。4.权利要求1或2所述的水稻FON2基因突变体fon2-1907或权利要求3所述的生物材料在水稻花器官同源转化和数目增加中的应用。5.权利要求1或2所述的水稻FON2基因突变体fon2-1907或权利要求3所述的生物材料在制备转基因植物或在水稻改良育种、制种或作为转基因水稻的表型筛选标记中的应用。6.用于检测权利要求1或2所述的水稻FON2基因突变体fon2-1907的分子标记，其特征在于，含有一个突变位点，所述突变位点位于水稻FON2基因第三外显子上，其核苷酸序列第443位到第447位碱基的CGCGGC被一个T碱基替换得到，所述水稻FON2基因突变体fon2...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄培劲，龙湍，李京琳，李新鹏，刘昊，曾翔，吴永忠，
申请(专利权)人：海南波莲水稻基因科技有限公司，
类型：发明
国别省市：海南,46