CN109456984B - 水稻颖壳发育基因ah1及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于植物基因工程领域，具体涉及一种控制水稻颖壳发育基因AH1的分离克隆、功能验证，及其在水稻育种中的应用。本发明公开了一种水稻颖壳突变体基因AH1，该基因的核苷酸序列如SEQ ID NO：2所示。本发明还同时公开了上述水稻颖壳突变体基因AH1编码的蛋白质，该蛋白质的氨基酸序列如SEQ ID NO：4所示。该水稻颖壳突变体基因AH1使得颖壳外稃弯曲，内稃退化，整个颖壳呈月牙状；其能用于禾本科植物产量、遗传品质的改良。

Description

水稻颖壳发育基因AH1及其应用
技术领域
本发明属于植物基因工程领域，具体涉及一种控制水稻颖壳发育基因AH1的分离克隆、功能验证，及其在水稻育种中的应用。
背景技术
水稻是世界上三大主要粮食作物之一，也是单子叶植物的模式生物。开花时间、花序和花器官的形态结构对其产量和品质均有重要影响。花器官形成和发育是水稻从营养生长转向生殖生长的重要过程，对花器官的形态结构及发育机理的研究有助于提高水稻产量并改良其品质。水稻作为禾本科植物，小穗是其花序的结构单元，一个典型的水稻小穗由一对副护颖、一对护颖、一个外稃、一个内稃、两个浆片、六个雄蕊和一个雌蕊构成[1]。水稻的颖花中，颖壳的形状和大小决定着稻米的形状和大小，与水稻产量息息相关。因此，对不同水稻花器官突变体的研究是揭示水稻花器官发育及分子生物学机理的有效途径。
关于花的形态发育过程，在过去二十几多年里，通过对双子叶模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)和金鱼草(Antirrhinum majus)花器官突变体的遗传和分子生物学的研究，建立了经典的“ABCDE”模型，A、B、C、D和E五类基因通过独立或协同作用来调控双子叶植物花器官的形成和发育[2]。目前，水稻中越来越多的花同源异型基因被克隆，基因功能研究表明该模型也基本适用于水稻。通过同源序列的比对和突变体的研究，已经发现了一些水稻花器官特征基因，包括：A类基因RAP1A、RAP1B和OsMADS18，B类基因OsMADS2、OsMADS4和SPW1，C类基因RAG、OsMADS3和OsMADS58，D类基因OsMADS13和OsMADS21，E类基因OsMADS1、OsMADS5、OsMADS7、OsMADS8和OsMADS34。这五类基因协同调控花器官的发育[3]。与双子叶植物相比，水稻不具有花萼和花瓣等结构，但是在相对应的花器官轮次上形成差异较大的内外稃和浆片，还有特有的护颖和副护颖[4]。关于颖壳的起源及形成的分子机制的研究，有助于更加系统地了解水稻花器官发育的整个调控网络。与水稻颖壳发育相关基因如下，OsMADS1是最先鉴定的影响颖壳发育的基因。在突变体lhs1(leaf hull sterile 1)中，内外稃呈叶状，雄蕊数目减少，并产生多余的雌蕊。OsMADS1发生表观遗传突变引起其表达下调后导致外稃、内稃边缘组织和花器官内部三轮器官发育发生缺陷，说明OsMADS1是外稃、内稃边缘组织和花器官内部三轮器官特化所必需，在花分生组织的决定中发挥重要作用[5]。OsMADS15基因属于AP1家族基因，OsMADS15是内稃主体结构所必需[6]。OsMADS6是水稻花早期发育的一个重要调节因子，通过调节B、C类以及类SEP MADS盒基因的表达，调控浆片、雄蕊和心皮起始原基的形成[7]。DL(DROOPING LEAF)是一个水稻花器官发育重要的YABBY类基因，可以抑制B基因的功能。
从相应的颖壳发育突变体出发，研究颖壳的形态建成和调控，是一种行之有效的方法。目前已经报道的颖壳发育突变体，如slp1、pd1、srg1、dp2等，这些突变体的颖壳分别出现缺失、退化、叶状化、变小、伸长、扭曲、不闭合或数目增多等突变表型[9-12]。水稻的颖壳限制着糙米的生长，其形状大小与产量直接相关，这方面一直以来都是研究的热点。目前对水稻颖壳的发育调控机制尚不完全清楚。因此，其分子机理的进一步研究最终希望应用于生产实践，这也是推动研究不断发展的动力。随着更多颖壳相关突变体的发现和对其他植物花发育机理研究的深入，人们必将更加全面的了解颖壳的发生和发育调控过程，完善单子叶植物花发育模型，并用于指导生产。
上文中涉及的参考文献如下：
1.Bommert P,Satohnagasawa N,Jackson D,et al.Genetics and Evolution ofInflorescence and Flower Development in Grasses[J].Plant&Cell Physiology,2005,46(1):69-78(Bommert P,Satohnagasawa N,Jackson D，等.草的花序和花发育的遗传与进化[J].植物与细胞生理学,2005,46(1):69-78)；
2.刘坚，郭龙彪，钱前.水稻花器官发育基因的研究进展[J].中国稻米,2007,03:8-9；
3.施思,刘坚,马伯军,等.水稻颖壳发育的研究进展[J].中国稻米,2012,18(5):25-29；
4.Ambrose,Lerner BA,Ciceri DR,et al.Molecular and genetic analyses ofthe silky1gene reveal conservation in floral organ specification betweeneudicots and monocots[J].Molecular Cell,2000,5(3):569-579(Ambrose,Lerner BA,Ciceri DR,等.通过对silky1基因的分子和遗传分析,揭示了双子叶植物和单子叶植物在花器官规范方面的保守性[J].分子细胞,2000,5(3):569-579)；
5.Jeon JS,Jang S,Lee S,et al.Leafy hull sterile1is a homeoticmutation in a rice MADS box gene affecting rice flower development[J].PlantCell,2000,12(6):871-884(Jeon JS,Jang S,Lee S,等.颖壳基因sterile1是水稻MADSbox基因中影响水稻花发育的同源突变[J].植物细胞,2000,12(6):871-884)；
6.Wang K,Tang D,Hong L,et al.DEP and AFO regulate reproductive habitin rice[J].Plos Genetics,2010,6(1):e1000818(Wang K,Tang D,Hong L,等.DEP和AFO调节水稻的繁殖习性[J].公共科学图书馆遗传学,2010,6(1):e1000818)；
7.Duan Y,Xing Z,Diao Z,et al.Characterization of Osmads6-5,a nullallele,reveals that OsMADS6is a critical regulator for early flowerdevelopment in rice(Oryza sativa L.)[J].Plant Molecular Biology,2012,80(4-5):429-442(Duan Y,Xing Z,Diao Z,等.一个空等位基因Osmads6-5的鉴定表明,Osmads6是水稻早期花发育的关键调控因子[J].植物生理学,2012,80(4-5):429-442)；
8.Yamaguchi T,Nagasawa N,Kawasaki S,et al.The YABBY gene droopimgleaf regulates carpel specification and midrib development in Oryza sativa[J].Plant Cell,2004,16(2):500-509(Yamaguchi T,Nagasawa N,Kawasaki S,等.YABBY基因下垂叶片调控水稻心皮规范和中脉发育[J].植物细胞,2004,16(2):500-509)；
9.Wang S S,Wang C S,Tseng T H,et al.High-resolution genetic mappingand candidate gene identification of the SLP1locus that controls glumedevelopment in rice[J].Theoretical&Applied Genetics,2011,122(8):1489-1496(Wang S S,Wang C S,Tung H T,等.控制水稻颖片发育的SLP1定位的高分辨率遗传作图和候选基因鉴定[J].理论和应用遗传学,2011,122(8):1489-1496)；
10.郭爽,李云峰,任德勇,等.水稻内稃扭曲突变体palea distortion 1(pd1)的鉴定与基因定位[J].分子植物育种,2011,09(3):256-260；
11.曾生元.水稻颖壳闭合不良突变体的分析和基因定位研究[D].扬州：扬州大学，2010：23-35.；
12.薛大伟.两个水稻花器官突变体的遗传分析[D].北京：中国农业科学院，2006：42-46。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种水稻颖壳发育基因AH1及其在水稻育种中的应用。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种水稻颖壳突变体基因AH1，该基因的核苷酸序列如SEQ ID NO：2所示。
进一步地，上述核苷酸序列还添加、取代，插入或缺失一个或多个核苷酸而生成的突变体、等位基因或衍生物。
本发明还同时提供了上述水稻颖壳突变体基因AH1编码的蛋白质，该蛋白质的氨基酸序列如SEQ ID NO：4所示。
进一步地，上述氨基酸序列还添加、取代、插入或缺失一个或多个氨基酸或其他物种的同源序列而生成的氨基酸序列或衍生物。
本发明还同时提供了含有上述基因的重组载体。
本发明还同时提供了含有上述基因的转化体。
本发明还同时提供了上述水稻颖壳突变体基因AH1的用途：使得颖壳外稃弯曲，内稃退化，整个颖壳呈月牙状。
作为本发明的水稻颖壳突变体基因AH1的用途的改进：改良禾本科植物产量、品质。
作为本发明的水稻颖壳突变体基因AH1的用途的改进：利用水稻颖壳突变体基因AH1，通过转基因或分子标记辅助选择育种方法，用于禾本科植物产量、遗传品质的改良。
作为本发明的水稻颖壳突变体基因AH1的用途的进一步改进：所述禾本科植物为水稻。
本发明还同时提供了一种调控禾本科植物颖壳形态的方法：包括用上述基因转化禾本科植物细胞，再将转化后的禾本科植物细胞培育成植株。
具体而言：
本发明还提供了含有上述基因的质粒，以及含有所述基因或所述载体的工程菌或宿主细胞。所述工程菌和宿主细胞可理解为本领域技术人员在转基因过程中所使用的工程菌或宿主细胞。但随着科技发展，所述工程菌和宿主细胞的选择也许会发生变化，或在非转基因目的的应用领域，也同样涉及载体和工程菌的利用，但只要含有本发明所述基因或本发明所述的载体，均在本发明的保护范围之内。进一步地，本发明还提供了一种宿主细胞，该宿主细胞含有基因序列，该细胞为大肠杆菌细胞、农杆菌细胞或植物细胞。
本发明的另一个目的在于提供上述基因用于转基因改良作物产量及品质的用途，在生产中杂交稻种子经常会出现裂颖的现象(指颖壳的内稃和外稃不能正常闭合)，这样不仅会影响杂交稻种子的质量和产量，还会导致杂种谷粒的穗发芽。其次，在忙藏期间，裂颖的种子更易遭受菌类感染，产生霉变，引起种子的生活力及发芽率下降，进而增加种子的藏成本和费用等。因此，利用已定位和克隆水稻颖壳发育基因，再通过转基因或分子标记辅助选择育种方法，可实现稻米相关品质性状的遗传改良。
转基因水稻的制备为本领域常规技术手段，本发明不另作限定，利用本发明所述基因进行水稻转基因的技术方案均在本发明的保护范围之内。
实现本发明的具体技术步骤如下：
一、水稻颖壳基因AH1的鉴定和定位
本发明的颖壳突变体ah1是从粳稻品种日本晴NIP的EMS诱变体库中筛选得到的。在开花期，ah1突变体外稃弯曲，内稃退化。为了分离AH1基因，本发明首先构建了一个定位群体，由颖壳突变体ah1与籼稻品种TN1杂交组配成F2定位群体，再通过图位克隆的方法，利用多种分子标记对AH1位点进行初步定位，将其初步定位在第9染色体上，并介于B9-8与B9-9标记之间。通过对这两个标记之间的序列进行分析，发展新的多态性标记将AH1基因精确定位到标记M4与M5之间约300kb的区域内，通过对区间的预测基因测序比对分析发现与NIP相比，ah1的LOC_Os09g23200基因的编码区1120位核苷酸C替换成T，导致编码的氨基酸发生改变，发生提前终止。Blast分析发现AH1基因(LOC_Os09g23200)与前人报道的SLL1是等位基因，ah1突变位点与前人报道的SLL1等位基因的突变位点不一致。本发明的水稻颖壳突变体ah1表型与其SLL1等位突变体也不同，sll1突变体由于叶片远轴面不能形成厚壁细胞而产出极度向内卷曲的叶片，而ah1突变体的主要特征是小穗的颖壳不正常发育，外稃弯曲，内稃退化，整个颖壳呈月牙状。
注：SLL1的目前已知的作用是产生卷叶。
二、AH1基因的鉴定与功能分析
利用pCAMBIA1300质粒构建AH1互补载体。构建步骤：PCR扩增NIP中AH1基因的5’-UTR至3’-UTR的基因组DNA片段，然后连入pEASY-Blunt Cloning Vector(TransGenBiotech公司)中，将该片段连接到pCAMBIA1300载体上获得pCAMBIA1300-AH1互补载体。
通过转基因技术，进行功能互补的转基因研究，结果表明本发明获得了使ah1恢复正常颖壳的转基因水稻，证明了本发明正确克隆了AH1基因，明确了AH1基因的功能。
综上所述，本发明分离并克隆鉴定了控制颖壳发育相关基因AH1，并通过互补实验进行基因功能验证。本发明为稻米产量和相关品质的遗传，加速分子育种进程，具有十分重要的理论和实际意义。即，本发明通过图位隆技术分离并克隆到控制颖壳发育基因AH1，该基因编码一个SHAQKYF类MYB转录因子，细胞学和生物化学分析表明，该基因突变表现出外稃弯曲，内稃退化的表型，转基因功能互补实验鉴定了该基因的功能。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
图1是野生型和ah1突变体中小花的表型研究图；
A和B:野生型的小花的单个小花图和小花外稃图；C:野生型小花的组织学观察；
E和F:ah1突变体的小花单个小花图和小花外稃图；G:ah1突变体小花的组织学观察。
图2是野生型和ah1突变体早期小花的扫描电镜；
A：野生型早期小花；B：野生型颖壳表面；
C：ah1突变体早期小花。D：ah1突变体颖壳表面。
图3是AH1基因的定位图；
A：AH1基因的精细定位，利用ah1/TN1的F2群体的701株突变单株，将AH1基因定位在第9号染色体的定位于B9-8和B9-9标记之间；
B：AH1界定在300kb区域；
C：AH1基因的结构示意图，通过对该区域的NIP和ah1亲本基因组DNA序列测序比对分析，结果发现在基因AH1(LOC_Os09g23200)的第二个外显子上的第1120位核苷酸C替换为T，Gln变成终止密码子，翻译提前终止。
图4是DL基因与MADS6基因原位杂交图，
A：DL基因在野生型外稃中脉表达情况，
B：MADS6基因在野生型内稃边缘表达，
C：DL基因在ah1突变体外稃中脉表达情况，
D:MADS6基因在ah1突变体内稃边缘表达。
图5是功能互补实验转基因水稻小穗表型图；
A为ah1突变体小穗；B为互补植株小穗。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述。这些描述并不是对本发明内容作进一步的限定，以下实施例中的若未特别说明，所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1、突变体材料的获得
通过EMS化学诱变粳稻品种日本晴，待处理的日本晴种子用清水浸泡8小时，室温晾干，用浓度为1％的EMS溶液将待处理的种子完全浸泡，28℃处理10个小时，处理后的种子用自来水冲洗10-12个小时，最后进行催芽播种。从而筛选到一份颖壳发育突变体ah1。该突变体的性状经过多代自交已稳定遗传，在大田条件下观察和比较突变体与野生型整个生长周期植株形态都表现出外稃弯曲，内稃退化的表型。所有水稻材料种植于浙江省金华市浙江师范大学生化学院试验田，常规管理。
实施例2、植株的表型分析
在开花期，与野生型日本晴相比，突变体ah1小穗的颖壳不正常发育，外稃弯曲，内稃退化，整个颖壳呈月牙状(图1)，对突变体和野生型小穗扫描电镜结果发现，野生型内外稃表面细胞排列均匀，而突变体ah1内外稃表面细胞排列不规整(图2)。
实施例3、群体构建和遗传分析
将突变体ah1和常规籼稻TN1进行杂交配组，F1植株均表现出正常野生型表型，说明ah1受隐性核基因控制。统计F2(F1自交)分离群体分离比(表1)，结果表明，正常表型的植株和突变体表型的植株的分离比经过卡方检验接近3:1分离，这表明ah1突变体是由一对单隐性核基因控制。
表1突变体ah1的遗传分析
Figure BDA0001931639460000071
实施例4、AH1基因的基因定位
利用本实验室保存的均匀分布于水稻12条染色体的262对SSR引物对突变体与TN1进行多态性筛选，筛选到134对SSR引物具有多态性。然后用21个ah1/TN1中F2具有额外颖壳单株进行连锁分析，初步确认目标基因所在的染色体位置。基因组DNA采用常规的CTAB法提取；具体步骤如下：
①、称取0.1g的水稻叶片用液氮研磨成粉状，然后加入600μl的CTAB溶液(2％(m/V)CTAB，100mmol/L Tris-Cl，20mmol/L EDTA，1.4mol/L NaCl；pH8.0)配制的DNA提取缓冲液，65℃水浴40分钟。再加600μl的氯仿:异戊醇(24:1的体积比)，并混匀。10,000rpm离心5分钟，将上清液转移到新的离心管中。
②、在上述步骤①离心后所得的上清液中加2/3～1倍体积预冷(至4℃)的异丙醇，轻轻混匀至DNA沉淀。13,000rpm离心8分钟，倒出上清液。
③、再用70％(体积浓度)的已醇200μl洗涤上述步骤②所得的DNA沉淀物。
④、将上述洗涤后的DNA晾干并溶于100μl TE缓冲液或纯水中。
⑤、紫外分光光度法检测上述步骤④所得的DNA样品的浓度，0.7％的琼脂糖凝胶电泳检测DNA的完整性。完整合适的DNA用于PCR扩增，不完整的DNA则重新提取，直至获得完整的DNA。
PCR反应体系采用10μL体系：DNA模板1μL，10×PCR缓冲液1μL，正反向引物(10μmol/L)各0.5μL，dNTPs 1μL，rTaq酶0.2μL，加ddH2O补足10μL。PCR扩增程序如下：94℃下预变性4min；94℃下变性30s，55℃～60℃下退火30s(温度因引物不同而异)，72℃下延伸30s，40个循环；最后72℃下延伸10min。PCR产物用4％琼脂糖凝胶电泳，电泳结束后在凝胶成像仪拍照并读胶。利用上述筛选的134对SSR引物进行AH1基因连锁分析发现在第9号染色体的SSR标记P1处表现出连锁现象。在连锁标记上下游设计新的Indel标记，用这21个单株将目的基因区间锁定在分子标记B9-8与B9-9之间。在此区间再次设计新的分子标记，用701个F2单株最终将该基因定位在M4和M5之间大约300kb的区间内。引物序列见表2。
表2、基因定位所用分子标记
Figure BDA0001931639460000081
根据水稻基因组数据库(http://rice.plantbiology.msu.edu/)数据信息，发现共有37个开放阅读框(ORF)。其中包括了15个表达蛋白，11个反转座子蛋白，11个功能蛋白。利用PCR的方法，将突变体和野生型中这11个功能蛋白基因所在的基因组序列扩增出来，测序分析，发现只有一个基因(LOC_Os09g23200)出现突变，该基因的编码区1120位核苷酸C替换成T，导致编码的氨基酸发生改变，发生提前终止。
水稻颖壳发育基因AH1的核苷酸序列为SEQ ID NO：2，水稻颖壳突变体对应的野生型日本晴的核苷酸序列为SEQ ID NO：1。
水稻颖壳发育基因AH1所编码蛋白质的氨基酸序列如SEQ ID NO：4所述。野生型日本晴所编码蛋白质的氨基酸序列如SEQ ID NO：3所述。
实施例5、植物转化与功能验证
扩增日本晴中AH1基因的5’-UTR至3’-UTR的基因组DNA片段(SEQ ID NO：1)。
然后连入pEASY-Blunt Cloning Vector(TransGen Biotech公司)中，之后再连入到pCAMBIA1300载体中，构建双元质粒载体(pCAMBIA1300-AH1)。
这个质粒通过电击的方法转入农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)株系EHA105中，再通过侵染水稻愈伤组织转化进水稻。我们利用ah1成熟胚诱导的愈伤组织，经过诱导培养基培养2周后，挑选生长旺盛的愈伤用作转化的受体。用含有双元质粒载体(pCAMBIA1300-AH1)的EHA105菌株侵染水稻愈伤，在黑暗、25℃条件下共培养2天后，在含有50mg/L Hygromycin的筛选培养基上光照培养14天左右(光照强度为13200LX，温度为32℃)。将预分化的愈伤转至分化培养基上在光照条件下(光照强度为13200LX，温度为32℃)培养一个月左右得到抗性转基因植株。对互补苗植株在成熟期进行花器官的观察与分析，发现互补苗的颖壳恢复到野生型一样(图5)。即，突变体的颖壳状态为颖壳外稃弯曲，内稃退化，整个颖壳呈月牙状，在生产中会导致颖裂的现象，而互补植株中的颖壳发育正常。
备注说明：上文中提及的各项培养基(诱导培养基、筛选培养基、分化培养基)均为常规培养基。
实施例6、水稻颖壳发育基因AH1在水稻育种中的应用
在生产实践中，可将上述野生型中的基因转化植物细胞，再将转化后的植物细胞培育成植株。通过该转基因方法，利用植物表达载体转化植物细胞以用于禾本科植物产量和相关遗传品质的改良。由于颖裂的种子饱满度差，易受病害侵染，种子的生活力易衰退，易降低发芽率，不耐贮等缺点，因此，可通过将此基因转化到水稻中使闭颖能力增强，从而改善这一缺点，减轻裂颖种子的危害。
最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
序列表
<110> 浙江师范大学
<120> 水稻颖壳发育基因AH1及其应用
<160> 4
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 1599
<212> DNA
<213> 水稻(Oryza sativa)
<400> 1
atggcaatgg tgcgggagct cgagttgatg acgagctgga gcaacagcat ggggcgacac 60
cgctacccaa cgcgcatcct cgtcgattcc ttcgggcata agtgcagtgc ctctgacaag 120
ggtgtgtgga cctcctgcag cattcgcgca cccttgcaag gacgcggctc cttccgacgt 180
ggcgcgaata ttcgctttgg gagcttgccg agcagcgcgg cggtggcgac gtcgggggga 240
gggcgtggcg gcggcggggt ggtggtggga ggaggaggag gggacccgtg gcggaggctg 300
gatgggtcca cggcgtcgac ggagttgtcg ctgtcgccgc cgccggcgca ggcggcgggt 360
gggggaggtg gtggtggtgg agcggacgcg ctgccgtggc ggcaccgacc ttcgccgccg 420
tcgtcggcgg tggccaccac gtctgccgcc gccgcggcgg cgctgatggc gccgatgatg 480
ctgcagccgc tcgacgccgg cggcggcgcg tcggcgccgc cgccgccgat ccgcgggata 540
cctatctaca acggccccgg cgggttcccg ttcctgcagc cgtcgcccac cgccggcgac 600
gtcggccacc accaccacca ccaccccaag atgggattct acagctcgta ccaccaccca 660
tccacgtggc cctccacgtc gccgtccccg ctcgcggcgc cgccgggcgc cgcgtcgtcg 720
ccgctcgacc ccacggcggc gttcctctcc tccccccacc accggatgct gtccgccgcc 780
tcggggaggc tcaacggcat gctctccgtc tccgacaccc tccgcagcta cggcgtcccc 840
ggcgccgccg cccccggcgt catcggcggc gcgcaccacc accaccacca cctccacggc 900
ggccagccgt tcgtcggcgc cctcgcgtcc cgcttcatgc ccaagctccc cgccaagcgc 960
agcatgcgcg cgccgcgcat gcgctggacg agcaccctcc acgcccgctt cgtccacgcc 1020
gtcgagctcc tcggcggcca cgagagggcg acgcccaagt cggtgctgga gctcatggac 1080
gtcaaggatc tgacgctagc gcatgtcaag agccacctcc agatgtatcg caccgtgaag 1140
agcactgaca agcctgcagc ctcttcaggg ccggcggacg gcggctccgg cgacgaggag 1200
ttcgccggcg gcgggcaggc ggcgtcgggc ggcggcgaca gcatgtgcct gaggggtggc 1260
ggcggcggcg gggtggccgc ggcggcgttc gcggagcacg gccggtcggc gtcggagggc 1320
gccgccagct cggtcggcgg cggcggcggc ggcgacatgg accagtcgtc ggccggcaac 1380
accagcacca ccaggtggag caactcctca agggacccat ggctgtcgtc caattcttgc 1440
aacatggacg cccatcgctc cgtaggattg tcttctccta ttgagaactt ggaaccgtgc 1500
agatcgagca gctcgcaggt gtccaaccat gagctgagta gccctagtct cgagttcact 1560
ctagggaggc ctgactggca cggtgcagat catgattag 1599
<210> 2
<211> 1122
<212> DNA
<213> 水稻(Oryza sativa)
<400> 2
atggcaatgg tgcgggagct cgagttgatg acgagctgga gcaacagcat ggggcgacac 60
cgctacccaa cgcgcatcct cgtcgattcc ttcgggcata agtgcagtgc ctctgacaag 120
ggtgtgtgga cctcctgcag cattcgcgca cccttgcaag gacgcggctc cttccgacgt 180
ggcgcgaata ttcgctttgg gagcttgccg agcagcgcgg cggtggcgac gtcgggggga 240
gggcgtggcg gcggcggggt ggtggtggga ggaggaggag gggacccgtg gcggaggctg 300
gatgggtcca cggcgtcgac ggagttgtcg ctgtcgccgc cgccggcgca ggcggcgggt 360
gggggaggtg gtggtggtgg agcggacgcg ctgccgtggc ggcaccgacc ttcgccgccg 420
tcgtcggcgg tggccaccac gtctgccgcc gccgcggcgg cgctgatggc gccgatgatg 480
ctgcagccgc tcgacgccgg cggcggcgcg tcggcgccgc cgccgccgat ccgcgggata 540
cctatctaca acggccccgg cgggttcccg ttcctgcagc cgtcgcccac cgccggcgac 600
gtcggccacc accaccacca ccaccccaag atgggattct acagctcgta ccaccaccca 660
tccacgtggc cctccacgtc gccgtccccg ctcgcggcgc cgccgggcgc cgcgtcgtcg 720
ccgctcgacc ccacggcggc gttcctctcc tccccccacc accggatgct gtccgccgcc 780
tcggggaggc tcaacggcat gctctccgtc tccgacaccc tccgcagcta cggcgtcccc 840
ggcgccgccg cccccggcgt catcggcggc gcgcaccacc accaccacca cctccacggc 900
ggccagccgt tcgtcggcgc cctcgcgtcc cgcttcatgc ccaagctccc cgccaagcgc 960
agcatgcgcg cgccgcgcat gcgctggacg agcaccctcc acgcccgctt cgtccacgcc 1020
gtcgagctcc tcggcggcca cgagagggcg acgcccaagt cggtgctgga gctcatggac 1080
gtcaaggatc tgacgctagc gcatgtcaag agccacctct ag 1122
<210> 3
<211> 532
<212> PRT
<213> 水稻(Oryza sativa)
<400> 3
Met Ala Met Val Arg Glu Leu Glu Leu Met Thr Ser Trp Ser Asn Ser
1 5 10 15
Met Gly Arg His Arg Tyr Pro Thr Arg Ile Leu Val Asp Ser Phe Gly
20 25 30
His Lys Cys Ser Ala Ser Asp Lys Gly Val Trp Thr Ser Cys Ser Ile
35 40 45
Arg Ala Pro Leu Gln Gly Arg Gly Ser Phe Arg Arg Gly Ala Asn Ile
50 55 60
Arg Phe Gly Ser Leu Pro Ser Ser Ala Ala Val Ala Thr Ser Gly Gly
65 70 75 80
Gly Arg Gly Gly Gly Gly Val Val Val Gly Gly Gly Gly Gly Asp Pro
85 90 95
Trp Arg Arg Leu Asp Gly Ser Thr Ala Ser Thr Glu Leu Ser Leu Ser
100 105 110
Pro Pro Pro Ala Gln Ala Ala Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Ala
115 120 125
Asp Ala Leu Pro Trp Arg His Arg Pro Ser Pro Pro Ser Ser Ala Val
130 135 140
Ala Thr Thr Ser Ala Ala Ala Ala Ala Ala Leu Met Ala Pro Met Met
145 150 155 160
Leu Gln Pro Leu Asp Ala Gly Gly Gly Ala Ser Ala Pro Pro Pro Pro
165 170 175
Ile Arg Gly Ile Pro Ile Tyr Asn Gly Pro Gly Gly Phe Pro Phe Leu
180 185 190
Gln Pro Ser Pro Thr Ala Gly Asp Val Gly His His His His His His
195 200 205
Pro Lys Met Gly Phe Tyr Ser Ser Tyr His His Pro Ser Thr Trp Pro
210 215 220
Ser Thr Ser Pro Ser Pro Leu Ala Ala Pro Pro Gly Ala Ala Ser Ser
225 230 235 240
Pro Leu Asp Pro Thr Ala Ala Phe Leu Ser Ser Pro His His Arg Met
245 250 255
Leu Ser Ala Ala Ser Gly Arg Leu Asn Gly Met Leu Ser Val Ser Asp
260 265 270
Thr Leu Arg Ser Tyr Gly Val Pro Gly Ala Ala Ala Pro Gly Val Ile
275 280 285
Gly Gly Ala His His His His His His Leu His Gly Gly Gln Pro Phe
290 295 300
Val Gly Ala Leu Ala Ser Arg Phe Met Pro Lys Leu Pro Ala Lys Arg
305 310 315 320
Ser Met Arg Ala Pro Arg Met Arg Trp Thr Ser Thr Leu His Ala Arg
325 330 335
Phe Val His Ala Val Glu Leu Leu Gly Gly His Glu Arg Ala Thr Pro
340 345 350
Lys Ser Val Leu Glu Leu Met Asp Val Lys Asp Leu Thr Leu Ala His
355 360 365
Val Lys Ser His Leu Gln Met Tyr Arg Thr Val Lys Ser Thr Asp Lys
370 375 380
Pro Ala Ala Ser Ser Gly Pro Ala Asp Gly Gly Ser Gly Asp Glu Glu
385 390 395 400
Phe Ala Gly Gly Gly Gln Ala Ala Ser Gly Gly Gly Asp Ser Met Cys
405 410 415
Leu Arg Gly Gly Gly Gly Gly Gly Val Ala Ala Ala Ala Phe Ala Glu
420 425 430
His Gly Arg Ser Ala Ser Glu Gly Ala Ala Ser Ser Val Gly Gly Gly
435 440 445
Gly Gly Gly Asp Met Asp Gln Ser Ser Ala Gly Asn Thr Ser Thr Thr
450 455 460
Arg Trp Ser Asn Ser Ser Arg Asp Pro Trp Leu Ser Ser Asn Ser Cys
465 470 475 480
Asn Met Asp Ala His Arg Ser Val Gly Leu Ser Ser Pro Ile Glu Asn
485 490 495
Leu Glu Pro Cys Arg Ser Ser Ser Ser Gln Val Ser Asn His Glu Leu
500 505 510
Ser Ser Pro Ser Leu Glu Phe Thr Leu Gly Arg Pro Asp Trp His Gly
515 520 525
Ala Asp His Asp
530
<210> 4
<211> 373
<212> PRT
<213> 水稻(Oryza sativa)
<400> 4
Met Ala Met Val Arg Glu Leu Glu Leu Met Thr Ser Trp Ser Asn Ser
1 5 10 15
Met Gly Arg His Arg Tyr Pro Thr Arg Ile Leu Val Asp Ser Phe Gly
20 25 30
His Lys Cys Ser Ala Ser Asp Lys Gly Val Trp Thr Ser Cys Ser Ile
35 40 45
Arg Ala Pro Leu Gln Gly Arg Gly Ser Phe Arg Arg Gly Ala Asn Ile
50 55 60
Arg Phe Gly Ser Leu Pro Ser Ser Ala Ala Val Ala Thr Ser Gly Gly
65 70 75 80
Gly Arg Gly Gly Gly Gly Val Val Val Gly Gly Gly Gly Gly Asp Pro
85 90 95
Trp Arg Arg Leu Asp Gly Ser Thr Ala Ser Thr Glu Leu Ser Leu Ser
100 105 110
Pro Pro Pro Ala Gln Ala Ala Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Gly Ala
115 120 125
Asp Ala Leu Pro Trp Arg His Arg Pro Ser Pro Pro Ser Ser Ala Val
130 135 140
Ala Thr Thr Ser Ala Ala Ala Ala Ala Ala Leu Met Ala Pro Met Met
145 150 155 160
Leu Gln Pro Leu Asp Ala Gly Gly Gly Ala Ser Ala Pro Pro Pro Pro
165 170 175
Ile Arg Gly Ile Pro Ile Tyr Asn Gly Pro Gly Gly Phe Pro Phe Leu
180 185 190
Gln Pro Ser Pro Thr Ala Gly Asp Val Gly His His His His His His
195 200 205
Pro Lys Met Gly Phe Tyr Ser Ser Tyr His His Pro Ser Thr Trp Pro
210 215 220
Ser Thr Ser Pro Ser Pro Leu Ala Ala Pro Pro Gly Ala Ala Ser Ser
225 230 235 240
Pro Leu Asp Pro Thr Ala Ala Phe Leu Ser Ser Pro His His Arg Met
245 250 255
Leu Ser Ala Ala Ser Gly Arg Leu Asn Gly Met Leu Ser Val Ser Asp
260 265 270
Thr Leu Arg Ser Tyr Gly Val Pro Gly Ala Ala Ala Pro Gly Val Ile
275 280 285
Gly Gly Ala His His His His His His Leu His Gly Gly Gln Pro Phe
290 295 300
Val Gly Ala Leu Ala Ser Arg Phe Met Pro Lys Leu Pro Ala Lys Arg
305 310 315 320
Ser Met Arg Ala Pro Arg Met Arg Trp Thr Ser Thr Leu His Ala Arg
325 330 335
Phe Val His Ala Val Glu Leu Leu Gly Gly His Glu Arg Ala Thr Pro
340 345 350
Lys Ser Val Leu Glu Leu Met Asp Val Lys Asp Leu Thr Leu Ala His
355 360 365
Val Lys Ser His Leu
370

Claims (7)

1.水稻颖壳突变体基因AH1，其特征是：所述基因的核苷酸序列如SEQ ID NO：2所示。
2.如权利要求1所述的水稻颖壳突变体基因AH1编码的蛋白质，其特征是：所述蛋白质的氨基酸序列如SEQ ID NO：4所示。
3.一种含有如权利要求1所述基因的重组载体。
4.如权利要求1所述的水稻颖壳突变体基因AH1的用途，其特征是：使得颖壳外稃弯曲，内稃退化，整个颖壳呈月牙状。
5.根据权利要求4所述的水稻颖壳突变体基因AH1的用途，其特征是：改良禾本科植物产量、品质；所述禾本科植物为水稻。
6.根据权利要求4所述的水稻颖壳突变体基因AH1的用途，其特征是：利用水稻颖壳突变体基因AH1，通过转基因或分子标记辅助选择育种方法，用于禾本科植物产量、遗传品质的改良；所述禾本科植物为水稻。
7.一种调控禾本科植物颖壳形态的方法，其特征在于：包括用如权利要求1所述的基因转化禾本科植物细胞，再将转化后的禾本科植物细胞培育成植株；所述禾本科植物为水稻。
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