一种水稻垩白相关CHALK-H基因及其应用制造技术

一种水稻垩白相关CHALK

【技术实现步骤摘要】
一种水稻垩白相关CHALK
‑
H基因及其应用


[0001]本专利技术属于基因工程
，具体涉及一种水稻垩白相关CHALK
‑
H基因及其应用。

技术介绍

[0002]水稻(Oryza sativa)是世界上最重要的粮食作物之一，稻米品质对任何一个国家的稻米行业至关重要，它决定了稻米行业在国际竞争中的地位。更何况在国际形势这个大背景下，提高稻米品质已成为当前我国水稻育种的首要目标，而稻米品质主要体现在外观品质和食味品质两个方面。
[0003]垩白是影响稻米品质最重要的因素之一，一般情况下，谷物的垩白用垩白度和垩白利率来衡量，市场上一般不接受垩白度超过20％的米粒。垩白度严重影响大米的外观质量、加工质量、蒸煮质量和营养质量，直接关系到大米的市场性和市场价值。因此，降低垩白度不仅可以改善大米的外观质量和适口性，还可以提高其商业价值。
[0004]稻米垩白是指胚乳籽粒充实不足，淀粉颗粒排列松散，淀粉颗粒与淀粉颗粒间存在空气，阳光照射透过其内部而致使光线发生折射形成的一种光学特性。由于胚乳中淀粉颗粒充实不足，导致垩白在籽粒上发生的部位不同，通常分为腹白、背白和心白等。许多与水稻白垩白表型相关的基因已在水稻中得到克隆和分析，如osbt1、flo4、flo5、flo7、gpa1、ms
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h和WCR1。虽然已经克隆了许多与白垩病相关的基因，但调控的分子机理尚不清晰。因此，发现新的垩白相关突变体并克隆其基因，有助于进一步了解淀粉合成和代谢途径在水稻品质改良中的作用。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于公开一种水稻垩白相关CHALK
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H基因及其应用。
[0006]本专利技术所述一种水稻垩白相关编码基因，名称为CHALK
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H，属于同一个基因(LOC_Os11g39670)的两种可变剪切开放阅读框的第一个(LOC_Os11g39670.1)。
[0007]本专利技术所述水稻垩白相关CHALK
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H基因，其CDS核苷酸序列如SEQ IDNo:1(LOC_Os11g39670.1)所示，CHALK
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H基因可在调控籽粒淀粉发育和调控水稻垩白性状改良中应用。
[0008]本专利技术所述水稻垩白相关CHALK
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H基因的编码蛋白，其氨基酸序列如SEQ ID N o:2所示。
[0009]一种含有CHALK
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H基因的重组表达载体、表达盒、转基因细胞系或重组菌，所述的重组表达载体，其为pCAMBIA3300
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ubi载体的多克隆位点Sma I和Spe I之间插入CHALK
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H基因所得的重组质粒。
[0010]本专利技术扩增CHALK
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H基因的全长或其任意片段的引物对，如Seq ID No:3或Seq ID No:4或Seq ID No:5或Seq ID No:6所示的序列，或精细定位CHALK
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H基因所涉及的定位引物序列如表1所示。
sites)多态makers对Milyang23与chalk
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h杂交的F2种子进行了BSA分析。第11染色体长臂末端的两个标记(S11071和S11099)与突变体表型相关，并对192个F2垩白个体进行基因分型分析。连锁分析显示，STS标记S11088和S11099之间的chalk
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h基因与STS标记S11091共分离，两侧标记物理距离为563kb，包括63个开放读码框(Open read frames,ORF)，用于精细定位的分子标记见表1。
[0028]表1用于定位的分子标记
[0029][0030]为了定位导致垩白表型的突变基因，使用chalk
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h突变体与野生型Hwacheong杂交的F2植株的DNA大群体(32株)进行MutMap分析。序列读取与HC序列为参考序列。根据平均SNP指数峰值，在11号染色体157kb区域检测到最可能的候选区域，该区域位于已标记STS标记区间内。在156kb的候选区域仅发现了两个SNP指数为1的SNP，其中一个SNP位于LOC_Os11g39910的
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452bp启动子区域，另一个位于LOC_Os11g39670的第6外显子(如图4所示)。
[0031]设计dCAPs标记分析了两个候选基因，并确定LOC_Os11g39670突变位点与垩白表型相关。LOC_Os11g39670编码seryl
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tRNA合成酶，已命名为TSCD11。点突变发生在第6外显子的开放阅读框(ORF)核苷酸791bp上。突变将腺嘌呤(A)替换为胸苷(T)，导致chalk
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h突变体中的氨基酸由谷氨酰胺酸(Glu)转变为缬氨酸(Val)。利用衍生的分裂扩展多态性序列(dCAPs)标记进行共分离分析，引物39670
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dcaps(Xba I)序列见表1.结果表明，F2群体的基因型和表型完全共分离。将SEQ ID No:1所示基因命名为CHALK
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H。
[0032]实施例2、转基因植物的获得和鉴定
[0033]1.重组表达载体构建
[0034]以Hwacheong的CDNA为模板，以primer1/2为引物进行PCR扩增获得CHALK
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H基因的包含CDS全长的ORF序列。
[0035]进行PCR扩增获CHALK
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H基因，PCR引物序列如下：
[0036]primer1：
[0037]5'CCCGGGCCCCCACCTTTCTCTTATCC 3'(SEQ ID NO.3)；
[0038]primer2：
[0039]5'TTTGTTCAACTACTCCCTCCA 3'(SEQ ID NO.4)。
[0040]利用上述引物primer1和primer2，可获得CHALK
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H基因的ORF全序列，经Sma I和Spe I双酶切后的片段，克隆到载体pCAMBIA3300
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ubi中，将含有CHALK
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H的pCAMBIA3300
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ubi命名为pCAMBIA3300
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CHALK
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H。
[0041]2.重组农杆菌的获得
[0042]用冻融法将pCAMBIA3300
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CHALK
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H转化农杆菌EHA105菌株，得到重组菌株，提取质粒进行PCR及酶切鉴定。
[0043]3.转基因植物的获得
[0044]通过农杆菌介导的植物转基因法将pCAMBIA3300
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CHALK
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H导入chalk
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h突变体，共获得7株过量表达植株，以primer3/本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水稻垩白相关的CHALK
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H基因，其特征在于，所述CHALK
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H基因在调控籽粒淀粉发育中的应用，所述CHALK
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H基因的核苷酸序列如SEQ ID No:1所示。2.权利要求1所述的CHALK
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H基因，其特征在于，其编码蛋白的氨基酸序列如SEQ ID No:2所示。3.一种权利要求1所述的CHALK
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H基因在调控水稻垩白性状改良中的应用。4.一种含有权利要求1所述CH...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴日花，金永梅，陈莫军，严永峰，孟凡梅，齐春艳，
申请(专利权)人：吉林省农业科学院，
类型：发明
国别省市：