本发明专利技术公开了一种水稻茎秆机械强度控制基因BC15及其应用。本发明专利技术提供了一种蛋白质在调控植物茎秆机械强度中的应用；所述蛋白质是如下(a)或(b)：(a)由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(b)将序列1的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物茎秆机械强度相关的由序列1衍生的蛋白质。本发明专利技术发现序列表的序列1所示的蛋白质具有调控植物茎秆机械强度的作用。将本发明专利技术所述蛋白质的编码基因导入植物，可以得到茎秆机械强度高于出发植物的转基因植物，从而使植物的抗倒伏能力、载重能力显著增加。本发明专利技术对于植物产量的增加、植物抗性的增加具有重大价值。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种水稻茎杆机械强度控制基因BC15及其应用。
技术介绍
茎杆强度是农作物重要的农艺性状，影响作物负载及抗性。而茎杆的机械强度主要由细胞壁、尤其是由次生细胞壁提供，是其化学组成及物理结构的综合体现。植物细胞壁是由多聚糖(纤维素、半纤维素、果胶质)、木质素和蛋白质等生物大分子聚合而成的复杂而有序的网状结构。植物细胞壁合成的生理机制相当复杂，涉及纤维素、半纤维素、木质素等成分的合成、沉积及修饰，也与细胞骨架维持及囊泡运输有关。 植物茎杆机械强度是一个多基因控制的复杂性状，其机制仍然不十分清楚。水稻是世界上最重要的粮食作物之一，了解水稻茎杆机械强度调控的分子机制，对水稻的产量和秸杆的合理利用意义重大，同时也有助于揭示单子叶植物细胞壁合成的分子机理。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种水稻茎杆机械强度控制基因BC15及其应用。本专利技术提供了一种蛋白质在调控植物茎杆机械强度中的应用；所述蛋白质是如下(a)或(b): (a)由序列表中序列I所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(b)将序列I的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物茎杆机械强度相关的由序列I衍生的蛋白质。所述应用可为增加植物茎杆机械强度。所述增加植物茎杆机械强度具体可体现为增加茎杆中的纤维素含量。所述应用具体通过如下方法实现:在植物中导入所述蛋白质的编码基因并表达所述蛋白质。所述蛋白质的编码基因是可为如下I)至4)中任一所述的DNA分子:I)序列表的序列2所示的DNA分子；2)序列表的序列3所示的DNA分子；3)在严格条件下与I)或2)限定的DNA序列杂交且编码植物茎杆机械强度相关蛋白的DNA分子；4)与I)或2)限定的DNA序列具有90%以上同源性且编码植物茎杆机械强度相关蛋白的DNA分子。上述严格条件可为在0.1XSSPE(或0.1 X SSC), 0.1% SDS的溶液中，65°C条件下杂交并洗膜。所述编码基因具体可通过重组质粒导入所述植物。所述重组质粒为将所述基因插入质粒pCAMBIA1300的多克隆位点得到的重组质粒。所述重组质粒还可为按照如下方法制备得到的重组质粒PBC15F:(I)将序列表的序列3所示DNA插入质粒pBluKS的SpeI酶切位点，得到重组质粒pBluKS-BC15；(2)用限制性内切酶Sail和XbaI双酶切重组质粒pBluKS_BC15，回收含有序列3所示DNA的片段(约3925bp)；(3)将步骤⑵回收的片段插入质粒PCAMBIA1300的SalI和XbaI酶切位点之间，得到重组质粒PBC15F。所述应用还可为降低植物茎杆机械强度。所述降低植物茎杆机械强度具体可体现为降低茎杆中的纤维素含量。所述应用具体可通过如下方法实现的:抑制植物中所述蛋白质的编码基因的表达。所述植物可为单子叶植物或双子叶植物。所述单子叶植物具体可为水稻，如粳稻中花8或突变体bcl5。本专利技术还保护一种培育转基因植物的方法，是将一种蛋白质的编码基因导入目的植物中，得到茎杆机械强度高于所述目的植物的转基因植物；所述蛋白质是如下(a)或(b): (a)由序列表中序列I所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(b)将序列I的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物茎杆机械强度相关的由序列I衍生的蛋白质。所述编码基因是如下I)至4)中任一所述的DNA分子:I)序列表的序列2所示的DNA分子；2)序列表的序列3所示的DNA分子；3)在严格 条件下与I)或2)限定的DNA序列杂交且编码植物茎杆机械强度相关蛋白的DNA分子；4)与I)或2)限定的DNA序列具有90%以上同源性且编码植物茎杆机械强度相关蛋白的DNA分子。上述严格条件可为在0.1 X SSPE (或0.1 X SSC), 0.1% SDS的溶液中，65°C条件下杂交并洗膜。所述编码基因可通过重组质粒导入所述目的植物。所述重组质粒可为将所述基因插入质粒PCAMBIA1300的多克隆位点得到的重组质粒。所述重组质粒还可为所述重组质粒PBC15F。所述目的植物为单子叶植物或双子叶植物。所述单子叶植物具体可为水稻，如粳稻中花8或突变体bcl5。所述增加植物茎杆机械强度具体可体现为增加茎杆中的纤维素含量。本专利技术发现序列表的序列I所示的蛋白质具有调控植物茎杆机械强度的作用。将本所述蛋白质的编码基因导入植物，可以得到茎杆机械强度高于出发植物的转基因植物，从而使植物的抗倒伏能力、载重能力显著增加。本专利技术对于植物产量的增加、植物抗性的增加具有重大价值。附图说明图1为粳稻中花8 (WT)和突变体bcl5的照片。图2为BC15基因的图位克隆示意图。图3为恢复野生表型的再生苗(a)、突变体bcl5 (b)和粳稻中花8 (c)的照片。具体实施例方式以下的实施例便于更好地理解本专利技术，但并不限定本专利技术。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为自常规生化试剂商店购买得到的。以下实施例中的定量试验，均设置三次重复实验，结果取平均值。籼稻品种TNl:公众可以从中国科学院遗传与发育生物学研究所获得；参考文献:Huijuan Liu, Yuchun Rao, Yaolong Yang，Yujia Leng, Lichao Huang, Guangheng Zhang,Jiang Hu，Longbiao Guo,Zhenyu Gao, Li Zhu,Guojun Dong,Jian Liu，Meixian Yah，QianQian,Dali Zeng.Genetic Analysis of Traits Related to Leaf Sheath in Rice(Oryzasativa L.).Rice Genomics and Genetics 2011,2(3):21_30o粳稻品种中花8:公众可以从中国科学院遗传与发育生物学研究所获得；参考文献:Jiaxin Li ；Hong Yang ；Yunliu Fan.The plants regenerated from protoplasts ofZhonghua 8.Rice Science，1992，I (7):1。实施例中用到的各个培养基的配方见表I。表I各个培养基的配方(mg/L)权利要求1.一种蛋白质在调控植物茎杆机械强度中的应用；所述蛋白质是如下(a)或(b): (a)由序列表中序列I所示的氨基酸序列组成的蛋白质； (b)将序列I的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物茎杆机械强度相关的由序列I衍生的蛋白质。2.如权利要求1所述的应用，其特征在于:所述应用为增加植物茎杆机械强度，所述应用是通过如下方法实现的:在植物中导入所述蛋白质的编码基因并表达所述蛋白质。3.如权利要求1或2所述的应用，其特征在于:所述蛋白质的编码基因是如下I)至4)中任一所述的DNA分子: 1)序列表的序列3所不的DNA分子； 2)序列表的序列2所不的DNA分子； 3)在严格条件下与I)或2)限定的DNA序列杂交且编码植物茎杆机械强度相关蛋白的DNA分子； 4)与I)或2)限定的DNA序列具有90%以上同源性且编码植物茎杆机械强度相关蛋白的DNA本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种蛋白质在调控植物茎秆机械强度中的应用；所述蛋白质是如下(a)或(b)：(a)由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(b)将序列1的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物茎秆机械强度相关的由序列1衍生的蛋白质。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：朱祯，吴斌，周奕华，张保才，
申请(专利权)人：中国科学院遗传与发育生物学研究所，
类型：发明
国别省市：
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