水稻脆性调控基因BC21的突变体、蛋白质、表达载体及其应用制造技术

本发明专利技术涉及水稻育种技术领域，具体公开了水稻脆性调控基因BC21的突变体、蛋白质、表达载体及其应用。基因BC21在调控水稻脆性中的应用，为通过BC21基因突变的方式，调控水稻的脆性；所述基因BC21在Rice GenomeAnnotation Database数据库中的编号为Os06g0196600，含有如SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列。本发明专利技术通过调控Rice GenomeAnnotationDatabase数据库中的编号为Os06g0196600的基因BC21，以改变水稻茎秆和叶片中纤维素、半纤维素和木质素的含量，可实现对水稻脆性的调控。可实现对水稻脆性的调控。可实现对水稻脆性的调控。

【技术实现步骤摘要】
水稻脆性调控基因BC21的突变体、蛋白质、表达载体及其应用


[0001]本专利技术涉及水稻育种
，具体而言，涉及水稻脆性调控基因BC21的突变体、蛋白质、表达载体及其应用。

技术介绍

[0002]水稻是全球重要的粮食作物之一，也是我国第一大粮食作物，其产量直接关系到国家的粮食安全。茎秆是植株的重要组成部分，其机械强度是水稻育种中重要的农艺性状。水稻抗倒伏能力严重影响着水稻的产量，水稻生长发育早期倒伏会造成减产，晚期倒伏不仅会造成产量下降还会影响稻米品质，严重时还会引起植株死亡。
[0003]脆性突变体是一类机械强度明显降低的突变体，该类突变体细胞壁主要成分如纤维素、半纤维素和木质素发生了改变。脆性突变一方面可以使水稻茎秆纤维素含量降低，半纤维素和木质素含量升高，营养成分改变，易消化，易于用作动物饲料；另一方面水稻茎秆变脆易于粉碎还田，减少农民因秸秆不易处置而就地焚烧的现象发生，可避免因焚烧秸秆而带来的环境污染。此外，脆性突变能调控水稻的茎粗及壁厚，而水稻倒伏现象的发生主要与水稻的株高、节间长、茎粗以及壁厚等性状有关，这些性状的差异使得水稻茎秆的抗折力、机械强度等力学性能发生一定的改变，从而实现脆而不倒。所以将水稻脆性突变体发展成一种稻饲兼用型水稻，在提高秸秆资源的利用率等方面具有很大的应用前景，对于绿色农业发展具有重要意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是提供水稻脆性基因在调控水稻脆性中的应用，使含有该基因的水稻突变体的茎杆和叶片均表现出脆性。
[0005]为解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0006]基因BC21在调控水稻脆性中的应用，为通过基因BC21突变的方式，调控水稻的脆性；
[0007]所述基因BC21在Rice GenomeAnnotation Database数据库中的编号为Os06g0196600，含有如SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列。
[0008]与现有技术相比，本专利技术通过调控Rice Genome Annotation Database数据库中的编号为Os06g0196600的基因BC21，以改变水稻茎秆和叶片中纤维素、半纤维素和木质素的含量，可实现对水稻脆性的调控。
[0009]一种水稻脆性调控基因BC21的突变体，该水稻脆性调控基因BC21的核苷酸序列为在SEQ ID NO：1所示的基础上，所述DNA序列的起始密码子ATG后770bp处的碱基发生点突变，胞嘧啶c被胸腺嘧啶T取代。通过诱导基因BC21的DNA序列的起始密码子ATG后770bp处的碱基发生点突变，胞嘧啶c被胸腺嘧啶T取代，可使含有基因BC21的突变体的水稻茎秆中的纤维素含量显著降低、半纤维素和木质素的含量显著升高，并使水稻茎秆的机械强度明显下降。
[0010]一种上述水稻脆性调控基因BC21的突变体所编码的蛋白质，所述蛋白质的氨基酸序列在SEQ ID NO：2所示的基础上，氨基酸序列中第257个氨基酸从丙氨酸突变成了缬氨酸。该调控基因BC21的突变体所编码的蛋白质，可使含有该蛋白质的水稻的茎叶具备脆性。
[0011]一种含有上述基因BC21的表达载体。含有该水稻脆性调控基因BC21的表达载体，可提升含有该表达载体的水稻的茎叶的脆性。
[0012]所述水稻脆性调控基因BC21的表达载体在水稻株型改良方面的应用。将该表达载体应用在水稻株型改良方面，可优化水稻的株型，使其更适于用动物饲料和更易于粉碎还田。
[0013]所述水稻脆性调控基因BC21的突变体在调控水稻茎秆和叶片脆性中的应用。将该稻脆性调控基因BC21的突变体应用在水稻的茎秆和叶片的脆性调控中，可显著提高水稻茎秆和叶片的脆性。
[0014]所述水稻脆性调控基因BC21的突变体在水稻改良育种或制种中的应用。将该水稻脆性调控基因BC21的突变体应用在水稻改良育种和制种中，可提供具备脆性茎秆的水稻种子，便于脆性水稻的大面积推广和应用。
[0015]所述水稻脆性调控基因BC21的突变体在制备转基因水稻中的应用。将该水稻脆性调控基因BC21的突变体应用在制备转基因水稻中，可使转基因的水稻携带这种脆性基因并便于将这种脆性基因性状保存下去。
附图说明
[0016]图1为成熟期野生型(WT)和bc21突变体茎秆和叶片折断表型图，A为成熟期野生型(WT)和bc21突变体的茎秆折断表型图，B为成熟期野生型(WT)和bc21突变体的叶片折断表型图；
[0017]图2为成熟期野生型(WT)和bc21突变体茎秆折抗力和拉伸力分析图；
[0018]图3为成熟期野生型(WT)和bc21突变体茎秆细胞壁组分含量分析图；
[0019]图4为BC21基因的图位克隆和基因结构图，A为BC21基因的精细定位结果，RM6734和RM253为定位所用到的SSR标记，STS1、STS2和STS3为新发展的多态标记；B为BC21基因结构和突变位点，非翻译区和内含子分别用白框和实线表示，外显子用黑框表示，箭头指示突变位点；
[0020]图5为野生型(WT)、bc21突变体和转基因回复株系(Comp)茎秆和叶片折断表型图，A为成熟期野生型(WT)、bc21突变体和转基因回复株系(Comp)的茎秆折断表型图；B为成熟期野生型(WT)、bc21突变体和转基因回复株系(Comp)的叶片折断表型图；
[0021]图6为超表达转化载体pCAMBIA1300改的结构示意图。
具体实施方式
[0022]下面将结合实施例进一步阐述本专利技术，应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。
[0023]实施例1
[0024]本实施例提供了基因BC21在调控水稻脆性中的应用，为通过基因BC21突变的方式，调控水稻的脆性；
[0025]所述基因BC21在Rice GenomeAnnotation Database数据库中的编号为Os06g0196600，含有如SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列。
[0026]与现有技术相比，本专利技术通过调控Rice Genome Annotation Database数据库中的编号为Os06g0196600的基因BC21，以改变水稻茎秆和叶片中纤维素、半纤维素和木质素的含量，可实现对水稻脆性的调控。
[0027]实例例2
[0028]本实施例提供了一种水稻脆性调控基因BC21的突变体，该水稻脆性调控基因BC21的核苷酸序列为在SEQ ID NO：1所示的基础上，所述DNA序列的起始密码子ATG后770bp处的碱基发生点突变，胞嘧啶c被胸腺嘧啶T取代。
[0029]突变体的表型及遗传分析
[0030]从甲基磺酸乙酯诱变的籼稻(Oryza Sativa L.)品种Kasalath突变体库中筛选到一个水稻脆性基因bc21的突变体。在成熟期采用人工折断法进行脆性确认，野生型的茎秆和叶片具有韧性，不易被折断，而含有基因bc21的突变体的水稻表现脆性，其茎秆与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基因BC21在调控水稻脆性中的应用，其特征在于，所述应用为通过基因BC21突变的方式，调控水稻的脆性；所述基因BC21在Rice Genome Annotation Database数据库中的编号为Os06g0196600，含有如SEQ ID NO：1所示的核苷酸序列。2.一种水稻脆性调控基因BC21的突变体，其特征在于，所述水稻脆性调控基因BC21的突变体的核苷酸序列为在SEQ ID NO：1所示的基础上，DNA序列的起始密码子ATG后770bp处的碱基发生点突变，胞嘧啶c被胸腺嘧啶T取代。3.一种权利要求2所述水稻脆性调控基因BC21...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁沃娜，胡晶金，张瑞，朱世华，戴文慧，马涛，陈宇杰，
申请(专利权)人：宁波大学科学技术学院，
类型：发明
国别省市：