水稻生育期调控因子TN1编码基因及其应用

本发明涉及基因工程，特别涉及水稻生育期调控基因tn1编码基因及其应用。

背景技术：

1、水稻(oryza sativa l.)生育期的长短，对于其产量建成至关重要，挖掘水稻生育期调控基因及其优异等位变异，对水稻品种遗传改良具有重要意义。

2、近年来，使用分子生物学方法克隆和验证水稻生育期基因成为研究的热点，克隆的水稻生育期基因对水稻生育期改良有着重要的理论和现实指导意义。

3、公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术中存在的技术缺陷，提供一种水稻生育期调控基因tn1编码基因及其应用。

2、为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

3、一种水稻生育期调控相关编码基因，名称为tn1，来源于稻属粳稻日本晴的cdna序列，所述基因tn1在调控水稻生育期中的应用。

4、其中，所述水稻生育期调控相关编码基因tn1为a)或b)：

5、a)dna序列如seq id no.1所示的基因序列，由1506个碱基组成；

6、b)将seq id no.1所示的基因序列经过一个或几个碱基的取代和/或缺失和/或添加得到的具有水稻生育期调控相关基因编码的tn1蛋白活性的由a)衍生的蛋白质。

7、其中，所述水稻生育期调控相关编码基因tn1相关的生物材料在培育短生育期水稻的转基因水稻中的应用。

8、与所述水稻生育期调控相关编码基因tn1相关的生物材料，为下述a1)至a20)中的任一种：

9、a1)核酸分子1；所述核酸分子1为编码所述水稻生育期调控相关编码基因tn1的核酸分子；

10、a2)含有a1)所述核酸分子1的表达盒；

11、a3)含有a1)所述核酸分子1的重组载体；

12、a4)含有a2)所述表达盒的重组载体；

13、a5)含有a1)所述核酸分子1的重组微生物；

14、a6)含有a2)所述表达盒的重组微生物；

15、a7)含有a3)所述重组载体的重组微生物；

16、a8)含有a4)所述重组载体的重组微生物；

17、a9)含有a1)所述核酸分子1的转基因植物细胞系；

18、a10)含有a2)所述表达盒的转基因植物细胞系；

19、a11)含有a3)所述重组载体的转基因植物细胞系；

20、a12)含有a4)所述重组载体的转基因植物细胞系；

21、a13)含有a1)所述核酸分子1的转基因植物组织；

22、a14)含有a2)所述表达盒的转基因植物组织；

23、a15)含有a3)所述重组载体的转基因植物组织；

24、a16)含有a4)所述重组载体的转基因植物组织；

25、a17)含有a1)所述核酸分子1的转基因植物器官；

26、a18)含有a2)所述表达盒的转基因植物器官；

27、a19)含有a3)所述重组载体的转基因植物器官；

28、a20)含有a4)所述重组载体的转基因植物器官。

29、上述与所述水稻生育期调控相关编码基因tn1相关的生物材料在调控水稻生育期中的应用或在培育短生育期的转基因水稻中的应用中，所述核酸分子可以是dna，如cdna、基因组dna或重组dna；所述核酸分子也可以是rna，如mrna或hnrna等。

30、上述与所述水稻生育期调控相关编码基因tn1相关的生物材料中，所述表达盒是指能够在宿主细胞中表达相应蛋白质的dna，该dna不但可包括启动相关基因转录的启动子，还可包括终止相关基因转录的终止子，如a2)所述的含有编码所述水稻生育期调控相关蛋白tn1的核酸分子的表达盒，是指能够在宿主细胞中表达所述水稻生育期调控相关编码基因tn1的dna。

31、用现有的植物表达载体构建含有所述水稻生育期调控相关编码基因tn1表达盒的重组载体，如pet-28a、pcambia2301、psp72、prokii、pbin438、pcambia1302、pcambia1301、pcambia1300、pbi121、pcambia1391-xa或pcambia1391-xb(cambia公司)等。

32、上述生物材料中，a5)-a8)中任一所述重组微生物或b5)-b8)中任一所述重组微生物具体可为细菌、酵母、藻或真菌；其中，细菌来自埃希氏菌属(escherichia)、欧文氏菌(erwinia)、根癌农杆菌属(agrobacterium)、黄杆菌属(flavobacterium)、产碱菌属(alcaligenes)、假单胞菌属(pseudomonas)或芽胞杆菌属(bacillus)中的一种；a9)-a12)中任一所述的转基因细胞系，a13)-a16)中任一所述的转基因植物组织，a17)-a20)中任一所述的转基因植物器官不包括植物的繁殖材料。

33、本发明所提供的一种培育短生育期的转基因水稻的方法，通过将如seq id no.1的第148-167位dna片段在受体水稻中敲除实现的，使受体转基因水稻中所述水稻生育期调控相关编码基因tn1功能发生变化，得到短生育期的转基因水稻。

34、优选的是，所述的受体水稻为日本晴。上述方法中，所述水稻生育期调控相关编码基因tn1的功能变化可通过敲除载体导入到受体水稻中实现的。

35、其中，所述敲除载体为pc1300-cas9；所述敲除载体pc1300-cas9是将敲除载体pc1300-cas9中grna的靶序列设置为seq id no.2所示dna片段中符合5’-nx-ngg-3’或5’-ccn-nx-3’序列排列规则的片段，其中n表示a、g、c和t中的任一种，14≤x≤30，且x为整数，nx表示x个连续的脱氧核糖核苷酸。所述grna的靶序列具体可为seq id no.1的第148-167位，同seq id no.2的第2075位至2080位碱基。

36、其中，所述重组敲除载体pc1300-cas9可通过使用农杆菌介导、ti质粒，植物病毒载体，直接dna转化，微注射，电穿孔等常规生物技术方法导入植物细胞或组织。

37、其中，所述方法还包括导入靶点序列为seq id no.1的第148-167位的敲除载体的受体水稻中筛选所述水稻生育期调控相关编码基因tn1功能缺失的水稻，得到所述生育期提前的转基因水稻的步骤。

38、其中，所述转基因水稻理解为不仅包含将根据所属基因靶点转化受体水稻得到的第一代转基因水稻，也包括其子代；对于转基因水稻，可以在该物种中繁殖该基因，也可用常规育种技术将该基因转移进入相同物种的其它品种，特别包括商业品种中；所述转基因水稻包括种子、愈伤组织、完整植株和细胞。

39、本发明将如seq id no.1第148-167位的序列作为靶点在水稻中进行敲除。获得tn1基因功能缺失的转基因水稻。部分功能缺失的杂合类型的转基因水稻生育期短于受体亲本水稻。

40、seq id no.1编码氨基酸序列是seq id no.2(序列2)的蛋白质。基因tn1的核苷酸序列为seq id no.3，其编码蛋白的氨基酸序列为seq id no.2。将其命名为tn1蛋白；其cds序列为seq id no.1。

41、seq id no.1(序列1)具体如下：

42、atggatggtagtaatgagaatatccaattctcatgggggaagaagagagcaaaaggtggtattaagatggatacacagttttatgactccttcacatttgacaatgtgaagtactcactgtatgacaatgtatatctttttaagagtggtgagtctgaaccttacattggaaagataataaagatatggcagcaaaatcaggctaagaaagtaaagattctttggttttttctcccggatgagattcgaaaacatttaagtggccctgtaatggaaaaggagatatttcttgcttgtggtgaaggcgttggccttgctgatatcaacccactggaagctattggtgggaaatgcactgtgctttgcatttcaaaggatgagaggaatcgtcaaccttcccccagggaactagcaatggctgattatatcttctacaggttttttgatgttaacagttgcacactttctgaacaattacctgagaaaattgcaggggtggaaggaaatcttttgcttaattcaaaagttgagcaagtgacatcctgttcagaccaggaagtgcatggtgttgatcagaagatgcttaatgtcccagttccccttccccagtcaacggttatggaggatgaaagtccagttgctgcagtttcccttcccccgtcagtattcaaggaggaaaatgtggcttcagccattccctttccccagccagtggtcaaggaggaaagtgcggctgctgccattccccctccccatgtagcactgaaagaggagagtgtgtccaaatctacagagaacattaccaaacctgcacagaaagttctccctggggagaggccaccaaagagggtcaaattttctgaaaatgttacagtgcaaaatgtgccattagatgttcctgaaagaccaagtcgcactggacctttggaactagcaggtagacaagctgacagaagcaaatggttcaagattccatgggataccagactacgaaatgctgatgagcaggggacacttgtgtacattcaaaatcttgacatacagtttgcagctgctgacatagaggagcttatacgtgatgctttacaactaaattgtatcgctaagcctattaaccacccaacttatgatgatccaaacaatggaaaagcatatgctatattcaaaacaaaaagtgccgcagactctgctatttcaaaaattaattcaggcttggtggtcggtggaagacccctttattgcagcaaaggattgcttaaggttccaaaaccttcagaaactcttctcgggcacttaacaatcaacaatattagaatgggtataagacaacgagaagaacagaagaaggcagtttcaacctcgcattgttctcaacccaatacaatggagtatgatttggccttggattggatgcttgtccgagcaaagcaagaaacgaaatttaggacacttcacaagaagcataaagatgagaggaagacctttgcgagtaagatgggaaagtaa

43、seq id no.2(序列1)具体如下：

44、mdgsneniqfswgkkrakggikmdtqfydsftfdnvkyslydnvylfksgesepyigkiikiwqqnqakkvkilwfflpdeirkhlsgpvmekeiflacgegvgladinpleaiggkctvlciskdernrqpsprelamadyifyrffdvnsctlseqlpekiagvegnlllnskveqvtscsdqevhgvdqkmlnvpvplpqstvmedespvaavslppsvfkeenvasaipfpqpvvkeesaaaaippphvalkeesvskstenitkpaqkvlpgerppkrvkfsenvtvqnvpldvperpsrtgplelagrqadrskwfkipwdtrlrnadeqgtlvyiqnldiqfaaadieelirdalqlnciakpinhptyddpnngkayaifktksaadsaiskinsglvvggrplycskgllkvpkpsetllghltinnirmgirqreeqkkavstshcsqpntmeydlaldwmlvrakqetkfrtlhkkhkderktfaskmgk#

45、seq id no.3(序列1)具体如下：

46、gcgtccgtactgagacccaaccacaaaaatctcacctcctcctcctcctccctctcccaccgcggcctcctcctgctacctgggagccacgcgcccccggcctccacctcgccgccctcctcgccggcggccgccacgcgtgagtcctctcccctcttcctccccgccgtcccccgtcactgttccgcgctggatttcgctgcgcggccgcgcgtggttccgcccccaaccccccaccggggaccgcggggctccggtcgctggagagcgctccgcgtcgccccgtcgggctccggggccgctggtcgtggtcccccgcgcgcgcggcctccggttgcgcggcgcgggcgaggaatgccggcgcgcgtgcgggcgggcgggccgaacgaccccggtcgaacggctagggcgctaaattttggtgctcgaatggaggtgtccttgcgaggttttgggggatttcgtgtgggggcgtcgcacgttcggtttgcgtttcccccgtctagggtttggggtttggtggattcgtcgtcggtgtgatcgcatttagtggctctagctgctgttggtggtaattttagttctcatattatggattggtcatgtcaaaaccctagatgagttccctggaacccgttagctcacctcatgggtttgttcttcgtcgtgctggacaccctcctttgctcttgttctaaaaactaaggcatgcatgacgatccttgttgcggtggtactgttttatatatgcttatggttaatggtgagcctattagtaaggtgaaacagcggatacgaacatgtcagttgaaaaagcattcatgtttttatttcctaccctatttaagaacacacgtttgatcaaaggcgctaactgttgccttttaggttgaaaacagggtactccaagccattgttgagcctcaagttttatgcatgtactatgtagttactcctctaatggccttcttattcaccatgagcattcatgaaacttattacattttctttactcctgtttagtgagcatgtagaattcatgccaaccggaaaatgtagcagattgatttgtccaaaagataaaaaatcgaacgacttcctgtgggattttattccagcataacctaaaatgtaactaatcagcatgacagatttatttatcaagcagatggatctgtacttccattatgtttgcttatttaccgcgaatattttggaactttagaataaccacagcctatccagaaaaataagaattaattaggttggtttaaaatgcatcaccatgcagcaatcggttgcaatttcatatctttatatttttttatgtgttatctttgatgttcccgcatgcattcagctgtagataaaacattgctacattcagttgcaaaatagggttcagctgtgaaataggacttttcaagaagtctgagagaagctgtccctttctttgttgagaaaataacatctgctgcagttaatatttcatctttctcaattcattaaactaactaatgtatatacagcgtattagctaggttaactaatcttgcaaatgacatagatttgctaggttaactaaaatgttaacaactcaaattcaacatgtgtgaagaaactagatttacgattttcgttatgaagcgaatgtctaaattcacacttgatacggtaatagtactattagtttgtaagcatggtttgtatgtttgttgaccacctagcataaacagcacaattaacagacaccaccctttcgagcttcagaaactacgtatgttctgtgctaacattatcaatagtcaagtctgatgtgttgatattgcctaatttgatctaaagtttgacctgctgattttatcactctaggcttatggtgagtgcacagtgagctacaagttaccattatcagaatggatggtagtaatgagaatatccaattctcatgggggaagaagagagcaaaaggtggtattaagatggatacacagttttatgactccttcacatttgacaatgtgaagtactcactgtatgacaatgtatatctttttaagagtggtgagtctgaaccttacattggaaagataataaagatatggcagcaaaatcaggctaagaaagtaaagattctttggttttttctcccggatgagattcgaaaacatttaagtggccctgtaatggaaaaggagatatttcttgcttgtggtgaaggcgttggccttgctgatatcaacccactggtaagttcatatattttccccttcgtttttgaattggttttcttgaatatcattttaccttatgctttcttgcaatatatttaaatattttcattttgatcactcaatggacagataatcactattatgtgaacactatatcaaatttgtttctaattgtgaaaagtcattggatgggcaatagtgtcgacattttgttaattccaaatatctgttgttgagaagccatatcggtagctagaatcctagagctacaagttaccttatcaagttgtatctagtactagttgatgtgaggagatcatttcccacttttttttgttgggaatcgtccaccttgtatttgtggtatatttagttattcacgcatgacatgaataattcgaagttagagttttaattctcatgtataaaaagtgcatcacaattttcaaagagcaatatttaaattcacatttttggaagtgaaaatgcagtccaactgagttagacagagtaggcattagcgtgttacccatttgcatgacctgagaagagccagcttggttgcgacaatcaacttgaaaattgagatcatttctagctggtacagttaaacatccttttgagctaattggcataccattttagtagagcatggttaggtattaacagtcatgatacaagattgaaactttcctgctattgtgtattacctgtgaatgttaagtcatttgccttttccatccttttactttttctgagaactaaaatattataatacccttttgtttattggtcacccaggaagctattggtgggaaatgcactgtgctttgcatttcaaaggatgagaggaatcgtcaaccttcccccagggaactagcaatggctgattatatcttctacaggttttttgatgttaacagttgcacactttctgaacaattacctgagaaaattgcaggggtggaaggtcagcaatatatcagatttcatcagtgcattaaattgcatttttaatatggcaaaaaatttctccaccctcagtatccaaattggtatttaattatttttcttctggcacaggaaatcttttgcttaattcaaaagttgagcaagtgacatcctgttcagaccaggaagtgcatggtgttgatcagaagatgcttaatgtcccagttccccttccccagtcaacggttatggaggatgaaagtccagttgctgcagtttcccttcccccgtcagtattcaaggaggaaaatgtggcttcagccattccctttccccagccagtggtcaaggaggaaagtgcggctgctgccattccccctccccatgtagcactgaaagaggagagtgtgtccaaatctacagagaacattaccaaacctgcacagaaagttctccctggggagaggccaccaaagagggtcaaattttctgaaaatgttacagtgcaaaatgtgccattagatgttcctgaaagaccaagtcgcactggacctttggaactagcaggtagacaagctgtaagtatctgaaccaacactgaggatacatttccaccttatcaatgaatagctttatgccattgatgttatgatatcatgttaaactttaaacattcccccaggtaactcagttaatattatctccacaactcatctgcatctaatctgttgtttgtatataagtaaaataaaacagttaacctggactggccctgcaatcttcccataaaaaaggccagaccgagctcctgggctgatcccctggacctgtccagcacaagggactatatgagcagttgacctgggaaaatctcagtgcaactgctagttttttttccccacctgggcaagtcattctatcctctatcgaccaacggtgcccctatgtggcatttggagttagcaaaaattacatgaaaggctggcctgggaacccaggaggccaggatgtggtacttaaagctctcatgtgaaacctacttgtatgcattcttaactaaggtataaagtactatatgtgcctcatgcattctgattgtcaattgagcagttttgccgactgcccagttacccaatgcattgaatgggttgatttacgatctgggtctaagagcaatgagtaaaagggccacatgttccttcaattatttctgttcaagaattttattcggctgaacatcatctgcttttactattaaggttcaaccaatttctaagaaacaagccataatcaaaatgttctggttctacaattttcctactgatagccgtgtttacttttgtgtgcttacacccttttctgctatttaacaggacagaagcaaatggttcaagattgtgagtaatcatttttcctacattgtctcttctctcttgcgtatatactatgattgtacagaagatttacatctatgcttcatgagtcaatgcttcaaaactattagaaaaacaaaaatatttcagttgaccttatttgtgggtgggtttaccttttaaatggaaatttcagccatgggataccagactacgaaatgctgatgagcaggggacacttgtgtacattcaaaatcttgacatacagtttgcagctgctgacatagaggtattgtcttgtctatctggttgacataaagcccaaactgctttttttattatattcttggcttataatttatcacttctttactagctttgctatgttctctgttgcacaaactttgcgatttgttttcaatgtcttacacctcttaat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47、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

48、本发明首次鉴定了与水稻生育期调控相关编码基因tn1，水稻生育期调控相关编码基因tn1在功能部分缺失的杂合状态下会得到短生育期水稻，证明水稻生育期调控相关编码基因蛋白或其蛋白在控制水稻生育期中发挥重要作用。本发明不仅为进一步阐明水稻生育期建成的分子机理提供基础，而且为水稻育种提供新的基因资源和育种资源。本发明获得的tn1基因功能缺失的转基因水稻，作为新的水稻种质材料，可用于研究短生育期水稻机理和发现更多的参与水稻生育期调控的基因，对于通过遗传育种和基因工程方法利用该基因资源有效地调控水稻生育期具有重要的应用价值。