一种控制水稻叶片衰老的基因及其编码的蛋白质制造技术

本发明专利技术公开了一种控制水稻叶片衰老的基因ltn3，该基因由SEQ ID No：2所示的核苷酸序列组成；本发明专利技术还公开了该基因编码的蛋白质，所述蛋白质由SEQ ID No：1所示的氨基酸序列组成。本发明专利技术为水稻高产育种提供了一个调控叶片衰老的的功能型基因ltn3，该基因通过调控叶片衰老延迟提高了生物光合作用的合成量；同时该基因还能调控提高水稻叶片中叶绿素的含量，提高了光合效率，从而促进了水稻产量的提高；ltn3基因还影响叶尖枯萎，有助于对水稻叶尖枯萎遗传机制的研究。

A Gene Controlling Leaf Senescence and Its Coded Protein in Rice

【技术实现步骤摘要】
一种控制水稻叶片衰老的基因及其编码的蛋白质
本专利技术属于水稻基因工程领域，具体涉及一种控制水稻叶片衰老的基因，还涉及该基因编码的蛋白质。
技术介绍
叶片是植物进行光合作用的主要器官，其发育直接关系到产量和品质。叶片的衰老是植物叶片发育过程中一个极其重要的生理过程，这一过程的失控将会导致衰老程序紊乱，从而表现出早衰或者衰老延迟。叶片保绿突变体是指植物成熟期后期叶片衰老速率相对延迟，叶色保持时间较长的一类突变体，能促进产量的提高。目前已知的水稻叶片保绿基因很少，且以非功能型为主，而只有功能型保绿相关基因对于水稻产量才具有促进作用，因此发掘更多水稻保绿突变体对于选育功能性保绿的高产水稻品种具有重要价值。
技术实现思路
：本专利技术人从籼稻品种宜香1B为遗传背景的EMS(甲基磺酸乙酯)诱变库中筛选到一个具有叶色深绿、叶片衰老延迟和叶尖枯萎表型的突变体ltn3。研究发现该突变体受隐性单基因控制。本专利技术是在上述意外发现的基础上完成的。本专利技术目的在于提供一种控制水稻叶片衰老的蛋白，所述的蛋白由如(1)或(2)所示的氨基酸序列组成：(1)SEQIDNo：1所示的氨基酸序列；(2)在(1)所限定的氨基酸序列中添加、替换或缺失一个或几个氨基酸形成的且具有调控叶片衰老功能的蛋白质。本专利技术还提供了编码上述蛋白的基因，所述的基因由如下(a)或(b)所示的核苷酸序列组成：(a)SEQIDNo：2所示的核苷酸序列；(b)在(a)所限定的核苷酸序列中添加、替换或缺失一个或几个碱基生成的且编码具有调控叶片衰老功能的蛋白质的核苷酸序列。本专利技术还提供了含有上述基因的表达载体。所述的载体为PCAMBIA2300等。本专利技术还提供了含有上述基因的转化体。所述转化体的宿主细胞为大肠杆菌细胞或农杆菌细胞。本专利技术还提供了上述基因在调控水稻叶片衰老上的应用。本专利技术还提供了上述基因在调控水稻叶尖枯萎上的应用。本专利技术还提供了上述基因在调控水稻叶片衰老和叶尖枯萎上的应用。本专利技术还提供了一种调控水稻叶片衰老的方法，包括用上述基因转化水稻细胞，再将转化后的水稻细胞培育成植株。本专利技术具有的优点或技术效果：本专利技术为水稻高产育种提供了一个新的控制叶片衰老延迟的功能型基因ltn3，该基因通过调控叶片衰老的延迟来提高生物光合作用的合成量，从而实现水稻产量的提高；ltn3基因还同时影响水稻叶片中叶绿素的含量，其叶片中叶绿素的高含量能提高光合作用的效率，从而促进水稻产量的提高；ltn3基因还影响叶尖枯萎，有助于对水稻叶尖枯萎机制的研究。综上所述，本专利技术的ltn3基因不仅对于水稻的增产有重要的意义，而且通过对ltn3基因的功能解读，有助于进一步阐明植物特别是禾本科植物叶片衰老的遗传机制，为创建水稻新种质打下基础。附图说明图1为突变体ltn3及其野生型苗期植株对比照片；其中WT表示野生型宜香1B，ltn3表示突变体ltn3。图2为突变体ltn3及其野生型分蘖期植株对比照片；其中WT表示野生型宜香1B，ltn3表示突变体ltn3。图3为突变体ltn3及其野生型成熟期植株对比照片；其中WT表示野生型宜香1B，ltn3表示突变体ltn3；ltn302428表示将突变体ltn3与02428杂交后代中表现与突变体相似突变性状的株系。图4为突变体ltn3及其野生型苗期叶片对比照片；其中WT表示野生型宜香1B，ltn3表示突变体ltn3；编号1-3分别表示宜香1B植株从上往下不同部位的叶片；编号4-6分别表示ltn3植株从上往下不同部位的叶片。图5为突变体ltn3及其野生型分蘖期叶片对比照片；WT表示野生型宜香1B，ltn3表示突变体ltn3；编号1-3分别表示宜香1B植株从上往下不同部位的叶片；编号4-6分别表示ltn3植株从上往下不同部位的叶片。图6为突变体ltn3及其野生型成熟期叶片对比照片；其中WT表示野生型宜香1B，ltn3表示突变体ltn3；ltn302428表示将突变体ltn3与02428杂交后代中表现突变体相似突变性状的株系。其中编号1-3、4-6和7-9分别表示宜香1B、ltn3和ltn302428植株从上往下不同部位的叶片。图7为突变体ltn3及其野生型株高对比柱形图；其中WT表示野生型宜香1B，ltn3表示突变体ltn3。图8为突变体ltn3和及其野生型分蘖数对比柱形图。WT表示野生型宜香1B，ltn3表示突变体ltn3。图9为突变体ltn3和及其野生型结实率对比柱形图。WT表示野生型宜香1B，ltn3表示突变体ltn3。图10为突变体ltn3和及其野生型单株粒重对比柱形图；其中WT表示野生型宜香1B，ltn3表示突变体ltn3。图11为本专利技术基因初步定位示意图；其中Chr.1表示1号染色体；Rec表示交换单株，0，6，8等数字表示交换单株的数量，n表示定位中使用的F2作图群体中选取的隐性单株数量；RM8068等和Indel.1等分别表示分子标记的名称。图12为用四引物检测突变位点的电泳图谱；其中M为Marker，1为野生型宜香1B，2为突变体ltn3，3为F2群体中的显性单株，4为F2群体中的隐性单株，5和6为F2群体中的显性单株。图13为突变体位点的共分离分析电泳图谱；其中BC1F2群体中显性和隐性单株进行分析，M为Marker，1和2为BC1F2群体中显性单株，3-10为BC1F2群体中隐性单株。图14为基因功能互补试验植株表型照片；其中WT为野生型宜香1B，ltn3为突变体ltn3，CP-LTN3为基因功能互补阳性植株。具体实施方式以下通过实施例对本专利技术作进一步的解释和说明，但是不对本专利技术构成任何限制。如无特殊说明，以下实施例中所用方法均为本领域常规方法，或按照所购试剂盒的说明书进行；所用实验药品均为常规药品。实施例1本专利技术突变体ltn3的表型鉴定与遗传分析1、水稻突变体ltn3的获得：本专利技术人在以宜香1B为背景构建的EMS(甲基磺酸乙酯)诱变库中筛选到一个表现为叶色深绿、叶片衰老延迟和叶尖枯萎表型的突变体，该材料经过多代自交种植，性状能稳定遗传。将这种同时表现出“叶色深绿、叶片衰老延迟和叶尖枯萎”的突变体材料命名为ltn3(eaftipnecrosis-staygreen3)。(二)突变体ltn3突变性状的观察(1)在四川农业大学温江校区试验田中将突变体ltn3和宜香1B同时相邻种植，并分别在苗期，分蘖期和成熟期进行观察、拍照。结果发现(见图1-6)从4叶期开始突变体ltn3的叶片颜色比野生型深，并且表现叶尖枯萎；与野生型相比，成熟后期突变体ltn3叶片衰老的速度明显减缓，即突变体叶片持绿期比野生型的叶片持绿期长。(2)突变体叶绿素a和b含量测定参照周宁等的方法测定SPAD值(中国水稻科学，2017,31(5)：524-532)。在抽穗后7天、14天、21天、28天和35天分别取突变体和野生型的剑叶叶片，每个叶片取上、中、下3个不同部位，利用日本产的SPAD－502叶绿素仪对叶绿素进行测定，每个部位测定重复6次，取平均值。结果(见表1)突变体ltn3在抽穗后35天叶片上、中、下部的SPAD值均明显高于野生型宜香1B，说明突变体的叶绿素含量高于野生型，其次，说明突变体叶片衰老速率延迟。表1突变体ltn3和野生型抽穗后不同时间叶绿素含量测定SPAD值(3)突变体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种控制水稻叶片衰老的蛋白，其特征在于所述的蛋白由如(1)或(2)所示的氨基酸序列组成：(1)SEQ ID No：1所示的氨基酸序列；(2)在(1)所限定的氨基酸序列中添加、替换或缺失一个或几个氨基酸形成的且具有调控叶片衰老功能的蛋白质。

【技术特征摘要】
1.一种控制水稻叶片衰老的蛋白，其特征在于所述的蛋白由如(1)或(2)所示的氨基酸序列组成：(1)SEQIDNo：1所示的氨基酸序列；(2)在(1)所限定的氨基酸序列中添加、替换或缺失一个或几个氨基酸形成的且具有调控叶片衰老功能的蛋白质。2.编码权利要求1所述蛋白的基因，其特征在于所述的基因由如下(a)或(b)所示的核苷酸序列组成：(a)SEQIDNo：2所示的核苷酸序列；(b)在(a)所限定的核苷酸序列中添加、替换或缺失一个或几个碱基生成的且编码具有调控叶片衰老功能的蛋白质的核苷酸序列。3.含有...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖泳祥，吴先军，向兵，白鹊，郭岱铭，何曜，徐培洲，张红宇，陈晓琼，刘禹彤，
申请(专利权)人：四川农业大学，
类型：发明
国别省市：四川,51