CN112592393B

CN112592393B - 水稻早衰控制基因es1-3及其应用

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Publication number: CN112592393B
Application number: CN202011626237.2A
Authority: CN
Inventors: 饶玉春; 王盛; 王跃星; 林晗; 焦然; 胡娟
Original assignee: Zhejiang Normal University CJNU
Current assignee: Zhejiang Normal University CJNU
Priority date: 2020-12-31
Filing date: 2020-12-31
Publication date: 2024-02-20
Anticipated expiration: 2040-12-31
Also published as: CN112592393A

Abstract

本发明属于植物基因工程领域，具体涉及一种利用图位克隆技术克隆水稻ES1‑3基因，以及利用转基因互补试验鉴定基因的功能；同时还涉及该基因对水稻早衰调控的机理，用以改良农作物的光和效率，提高水稻产量。本发明公开了一种水稻早衰控制基因ES1‑3，本发明还同时公开了上述水稻早衰控制基因ES1‑3在调控水稻生育期和叶色中的应用。

Description

水稻早衰控制基因ES1-3及其应用

技术领域

本发明属于植物基因工程领域，具体涉及一种利用图位克隆技术克隆水稻ES1-3基因，以及利用转基因互补试验鉴定基因的功能；同时还涉及该基因对水稻早衰调控的机理，用以改良农作物的光和效率，提高水稻产量。

背景技术

水稻作为模式生物，同时又是世界上最主要的粮食作物，是植物功能基因组学研究的重要材料。水稻叶片衰老可导致光合能力的降低进而影响光合产物的形成和积累，因此，叶片早衰是水稻高产的主要限制因素之一^[1]。当植物处于逆境时，为使种质得以延续，也会产生一种程序性细胞死亡的叶片衰老^[2]。叶片早衰通常会导致水稻灌浆不足、结实率下降、千粒重变小等。在一些杂交稻组合中，功能叶过早衰老直接缩短了叶片的光合作用能力，导致光合产物积累的减少，进而影响水稻的产量。相反，延缓水稻叶片的衰老，则提高水稻产量^[3]。过早的衰老对植物正常的生长发育会产生很大的负面影响，在水稻的生长过程中，早衰会严重限制水稻生育后期的生殖生长，是制约水稻高产潜力的发挥的重要因素之一，因此，通过对水稻叶片衰老相关基因的克隆和功能研究，揭示其遗传调控机制，对于培育和创制抗衰老水稻品种具有重要的意义。

一般来讲，叶片衰老总伴随着叶片颜色的变化，叶色的改变主要是由于叶片内的叶绿体含量发生了改变。叶片的细胞死亡是有序的，首先是细胞质收缩，此时核糖体在数量上急剧减少，然后核膜和液泡膜相继破裂，大量的水解酶进入细胞质内，导致死亡。植物衰老受很多信号的调节，这些信号有的是植物体内的激素等物质，有的是外部环境的胁迫或刺激，大部分信号对于PCD有同样的促进或抑制作用^[4]。如CTK在延缓植物衰老的过程中的作用最大，主要是由于CTK参与了基因的表达调控，能在转录水平上调节RuBisco的表达，从而调节具有抑制衰老功能的光捕获蛋白LHCP 11的表达^[5]；赤霉素在植物的生长发育过程中能极大地促进茎、叶的生长，抑制叶片黄化。有学者对葡萄栽培叶片喷施外源的激素GA3，结果发现GA3处理过的叶片中，它们的叶绿素和蛋白质含量有所下降，叶片黄化延缓了，这证实GA对植物衰老有抑制作用；有研究发现，6-BA能够延迟叶片衰老，胡哲森(1998)设置了不同浓度梯度的6-BA用于处理油茶的叶片，发现油茶叶片的衰老明显推迟；多数情况下，IAA不是抑制衰老的重要因子，但有实验证明，生长素会引起细胞内一些物质的变化，如有些酶的活性会发生变化，叶绿素降解推迟，蛋白质水解、RNA降解等也和生长素有关系^[6]；相比之下，脱落酸和乙烯对植物叶片的衰老有促进作用，乙烯可通过加快SAGs(Senescence-associated genes)的表达，抑制光合基因的表达，从而促进衰老的形成。Grbic等学者用乙烯处理幼叶，结果发现SAGs的表达量没有明显变化，而用乙烯处理老叶，发现SAGs表达明显上升，并有衰老现象的出现^[7]。ABA是仅次于乙烯的促衰剂，它主要是能诱导气孔关闭^[8]。

随着现代分子手段的迅速发展，许多与衰老有关的基因已经被克隆出来。叶片衰老相关基因(Senescence-associated genes，SAGs)一般可划分为三类：第一类是下调基因，这类基因的mRNA丰度在衰老的叶片是明显降低的；第二类是衰老特异性很强的基因，这类基因仅在衰老期间被激活，其它时期一般不表达；第三类基因与第二类相似，不同的是这类基因在叶片发育早期就有一个较低的转录水平，衰老时，转录水平跳跃式升高^[9]。如Os12编码的是GABA转氨基酶，而Osh69编码的是碱性α-半乳糖苷酶，这两个酶均是水稻叶片衰老时期的特异的表达产物，这两个基因水稻其它组织里不表达。GABA转氨基酶与脯氨酸代谢有密切关系，它是线粒体GABA支路的一个关键酶，此酶亦可防止ROS的堆积，所以在植物防御机制中也很重要^[10]；OsDos编码CCCH-型锌指蛋白，在叶片衰老和幼穗分化时期表达下降，将OsDos基因敲除后，植株在营养生长时期表现正常，没出现黄化现象，到了抽穗期后，叶片黄化加快，到灌浆时期，大部分叶片均已衰老，就剑叶还有一点绿色；ygl1也是一个表达下调的基因，其突变使得叶绿体合成的最后一步脂化反应受损，突变体幼苗时期叶片便开始黄化，不能正常生长发育^[11]；spl28突变体出现斑点叶，而且在开花后，植株的叶片开始迅速衰老，到开花后期枯萎，最后在成熟期死亡。

虽然已有的水稻早衰突变体和基因对叶片衰老分子机理的揭示起到了重要的作用，但是其分子机理有待进一步研究，

上文中涉及的参考文献如下：

[1]曹显祖，朱庆森.提高杂交稻结实率的中间试验.江苏农业科学，1981，18：5-6；

[2]Chae,H.,Lee,W.,Ethylene-and enzyme-mediated superoxide productionand cell death in carrot cells grown under carbon starvation.Plant CellReports 2002,20:256-261(Chae,H.,Lee,W.,在碳饥饿条件下生长的胡萝卜细胞中，乙烯和酶介导的超氧化物的产生和细胞死亡。植物细胞报告2002,20:56-261)；

[3]王旭军，徐庆国，杨知建.水稻叶片衰老生理的研究进展.中国农学通报，2005，21：187-191；

[4]Thomas,H.,Ougham,H.J.,Wagstaff,C.,Stead,A.D.,Defining senescenceand death.Journal of experimental botany 2003,54:1127-1232(Thomas,H.,Ougham,H.J.,Wagstaff,C.,Stead,A.D.,定义衰老和死亡。实验植物学杂志2003,54:1127-1232)；

[5]Robson,P.R.H.,Donnison,I.S.,Wang,K.,Frame,B.,Pegg,S.E.,Thomas,A.,Thomas,H.,Leaf senescence is delayed in maize expressing the AgrobacteriumIPT gene under the control of a novel maize senescence enhancedpromoter.Plant Biotechnology Journal 2004,2:101-112(Robson,P.R.H.,Donnison,I.S.,Wang,K.,Frame,B.,Pegg,S.E.,Thomas,A.,Thomas,H.,在一种新型的玉米衰老增强启动子的控制下，表达农杆菌IPT基因的玉米叶片衰老延迟。植物生物技术学报2004,2:101-112)；

[6]包方，胡玉欣，李家洋.通过cDNA阵列技术鉴定拟南芥生长素应答基因.科学通报，2001，23：1988-1992；

[7]Grbi,V.,Bleecker,A.B.,Ethylene regulates the timing of leafsenescence in Arabidopsis.The Plant Journal 1995,8:595-602(Grbi,V.,Bleecker,A.B.,乙烯调节拟南芥叶片衰老的时间。植物学报1995,8:595-602)；

[8]Noodle,L.D.,Guiam¨|t,J.J.,John,I.,Senescencemechanisms.Physiologia Plantarum1997,101:746-753(Noodle,L.D.,Guiam¨|t,J.J.,John,I.,衰老机制。植物生理学1997,101:746-753)；

[9]严雯奕，叶胜海，董彦君，金庆生，张小明.植物叶片衰老相关研究进展.作物杂志，2010，4：4-9；

[10]Lee,R.H.,Wang,C.H.,Huang,L.T.,Chen,S.C.G.,Leaf senescence in riceplants:cloning and characterization of senescence up regulated genes.Journalof experimental botany 2001,52:1117-1123(Lee,R.H.,Wang,C.H.,Huang,L.T.,Chen,S.C.G.,水稻叶片衰老:衰老调控基因的克隆与表征；实验植物学杂志2001,52:1117-1123)；

[11]Wu,Z.,Zhang,X.,He,B.,Diao,L.,Sheng,S.,Wang,J.,Guo,X.,Su,N.,Wang,L.,Jiang,L.,A chlorophyll-deficient rice mutant with impaired chlorophyllideesterification in chlorophyll biosynthesis.Plant Physiology,2007,107:100321-100322(Wu,Z.,Zhang,X.,He,B.,Diao,L.,Sheng,S.,Wang,J.,Guo,X.,Su,N.,Wang,L.,Jiang,L.,缺乏叶绿素的水稻突变体，叶绿素合成过程中叶绿素酯化作用受损。植物生理学，2007,107:100321-100322)。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种水稻叶片早衰控制基因ES1-3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叶片早衰控制基因ES1-3，该基因的核苷酸序列如SEQ ID NO：2所示。

本发明还同时提供了上述水稻叶片早衰控制基因ES1-3编码的蛋白质，该蛋白质的氨基酸序列如SEQ ID NO：4所示。

本发明还同时提供了上述水稻叶片早衰控制基因ES1-3在促进水稻早衰中的应用。

作为本发明的应用的改进，水稻早衰的表现为：水稻生育期缩短，叶色发黄，穗子变小，结实率降低。

本发明还同时提供了上述水稻早衰控制基因ES1-3在调控水稻叶色中的应用。

作为本发明的应用的改进：苗期叶片发黄明显，随着生长叶片颜色与野生型差异更加明显，可以作为遗传标记用于农业生产中的品种鉴定以及水稻遗传育种。

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。

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。

本发明还提供了一种培育正常生育期水稻品种的方法，包括用上述植物表达载体转化植物细胞，再将转化的植物细胞培育成植株。转化可采用农杆菌介导法。

本发明的水稻早衰突变体可以与水稻晚熟品种杂交，改良晚熟品种的生育期。

本发明中的突变体材料水稻(Oryza sativa)早衰突变体es1-3(earlysenescence-number n)的原始野生型材料为日本晴，该突变体是利用化学诱变剂EMS(ethyl methane sulphonate)对粳稻品种日本晴处理后得到。该突变体苗期叶片在苗期就开始发黄，突变体在两个分蘖的时候，表型非常明显，新抽叶叶缘变黄，内卷，部分新叶呈螺旋状，老叶子上有点状锈斑。在体式镜下观察发现，野生型叶缘处有锯齿状，而在es1-3中却很平滑。

本发明采用图位克隆的方法克隆分离了水稻早衰基因ES1-3。ES1-3基因是由LOC_Os01g11040基因发生了单碱基缺失而来的，即序列SEQ ID NO：1的第4671位核苷酸G变成A，导致碱基序列发生改变，终止密码子提前出现，编码的蛋白质发生了改变，影响了维管束的发育，导致叶片表面硅质化颗粒的减少，因此出现叶色的改变；同时，该突变体缺少正常生长所需的能量，从而出现早衰现象。

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突变体ES1-3的表型得以恢复为野生型的转基因水稻，证明了本发明正确克隆了ES1-3基因。

综上所述，本发明分离并克隆鉴定了控制水稻叶片早衰性状基因ES1-3，并通过互补实验进行基因功能验证。图位克隆的结果表明，该基因编码一个与水稻生育期相关的基因。本发明为培育叶色突变的早衰新品种，提供了一种培育高价值水稻突变体的方法。即，本发明通过图位克隆技术分离并克隆到早衰基因ES1-3，该基因编码一种与水稻生育期相关的基因，细胞学和生物化学分析表明，该基因影响水稻生育期、叶色、叶绿素含量、光合作用、分蘖数等，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es1-3突变体的表型图；

A：苗期表型；B:成熟期表型。

图2是ES1-3基因的定位图；

A：ES1-3基因的精细定位，利用es1-3/NIP的F₂群体的183株突变单株，将ES1-3基因定位在第1号染色体的定位于C4和C7标记之间；

B：ES1-3界定在19.2Kb区域；

C：ES1-3基因的结构示意图，通过对该区域的NIP和es1-3亲本基因组DNA序列测序比对分析，结果发现在基因ES1-3(LOC_Os01g11040)的与第三内含子的剪切位点上的第4671位核苷酸G变成A，导致基因提前终止。

图3是野生型和es1-3突变体的穗部性状对比图；

A：倒四节节间长度；B：穗部籽粒数；C：籽粒性状

图4是野生型和es1-3突变体的叶绿素含量对比图；

图5是野生型和es1-3突变体的光合参数对比图。

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

通过利用化学诱变剂EMS(ethyl methane sulphonate)对粳稻品种日本晴处理后得到，EMS处理方式为先用清水将待处理的日本晴干种子浸种8-10小时，之后沥干，再在28℃条件下，用浓度为1.5％的EMS溶液浸泡待处理种子10小时，用自来水冲洗10-12小时，最后放入到37℃烘箱内催芽。将处理后的日本晴进行自交，从而获得M2代。

突变体是在M2代发现的，后经多代自交，发现该突变体的表型能稳定遗传，并获得纯合的突变体株系。

从而筛选到一份早衰突变体es1-3。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；突变体整个生长周期植株形态都表现出发黄的表型，且突变体叶缘平滑。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

es1-3该突变体苗期叶片就开始发黄，随着生长叶片颜色与野生型差异更加明显，至抽穗时表现严重的早衰，以叶尖和叶缘尤甚(即，叶尖和叶缘颜色为枯黄色，叶尖卷曲)。另外抽穗时测量其节间长发现，es1-3的倒一节间长显著变短，穗子整体比野生型小很多，铁锈色的小斑点也可见于成熟后的籽粒，成熟的籽粒还伴有一定的裂颖，籽粒也略微变小，色泽变暗。

实施例3、叶绿素含量及光合速率的测定

利用便携式MIN LIA SPAD-502型叶绿素计测量野生型日本晴和突变体的叶片组织的叶绿素含量相对值，发现15个突变体的单株的测定平均叶绿素含量相对平均值达39.84，而野生型的测定的叶绿素含量相对平均值为42.65，差异显著。叶片的衰老一般会导致叶绿素含量的下降，叶色也会变得枯黄。为检测早衰突变体的叶绿素含量和野生型之间是否有差别，进一步采用丙酮法分别测定了突变体与野生型日本晴分蘖期功能叶片的叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素含量，结果发现，如图4所示，突变体的叶绿素总量比日本晴显著降低，同时叶绿素a和叶绿素b的含量都减低了(P＝0.05水平t测验差异达到极显著)。

叶绿素的降低可能会影响光合率的进行，为此，对同一时期的野生型和突变体的光合速率也做了检测，利用光合作用测定仪分别对日本晴和突变体的净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度及蒸腾速率等4项指标进行检测。如图5所示，结果发现早衰突变体的净光合效率、气孔导度、蒸腾速率都低于其野生型品种日本晴，而胞间CO₂浓度则要高于对照野生型品种日本晴，说明突变体叶绿素含量的降低影响了其光合速率。

叶绿素含量测定方法：

田间选取分蘖盛期长势较一致的突变体植株和野生型植株日本晴的剑叶及倒2叶的新鲜叶片，剪成2mm左右的小片段，分别称取各个待测样品约0.20g，放入25ml的提取液(提取液由95％的丙酮与无水乙醇以2:1的体积比配制而成)中，在26℃黑暗条件下浸泡约24小时。用DU640分光光度计测量上清液分别在663.0nm(叶绿素a的最高吸收峰)、645.0nm(叶绿素b的最高吸收峰)和470.0nm(类胡萝卜素的最高吸收峰)这三个不同波长条件的光密度值，每个样品设置4个重复，取其平均值。然后根据Amon等(1949)的方法计算出各检测叶片中的叶绿素总量(chlorophyll)叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)和类胡萝卜素(Car)的含量，计算公式如表1所示。

表1叶绿素含量换算公式

其中：V为提取液体积(25ml)，W为叶片质量，OD663、OD645及OD470为在分光光度仪上读取的光密度值，单位：mg/g。

实施例4、群体构建和遗传分析

将突变体es1-3和4个正常水稻品种(ZH11、CJ06、NJ6、TN₁)进行正交和反交，所有F1植株均不表现早衰。F₁植株均表现出正常野生型表型，说明es1-3受隐性核基因控制。将F₁进行自交，得F₂；统计F₂分离群体分离比(表2)，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es1-3的早衰表型是由一对单隐性核基因控制。

表2ES1-3和正常植株的F2群体遗传分析

实施例5、ES1-3基因的精细定位

利用本实验室保存的均匀分布于水稻12条染色体的相距10-30cM的164对SSR引物对突变体与NJ6进行多态性筛选。然后用320个es1-3/NJ6的F₂中早衰单株进行连锁分析，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体积倍的预冷(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164对SSR引物进行ES1-3基因连锁分析发现在第1号染色体的SSR标记M1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320个单株将目的基因区间锁定在分子标记M1与M2之间。在此区间再次设计新的分子标记，用320个F₂单株最终将该基因定位在C4和C7之间大约19.2kb的区间内；引物序列见表3。

表3精细定位所用分子标记

根据水稻基因组数据库(http://rice.plantbiology.msu.edu/)数据信息，发现共有4个开放阅读框(ORF)。其中包括了1个表达蛋白，1个反转座子蛋白，0个功能蛋白。利用PCR的方法，将突变体和野生型中这6个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_Os01g11040)出现突变，该基因的编码区2146位核苷酸G变成A，导致编码的氨基酸发生改变，发生提前终止。

水稻早衰控制基因ES1-3的核苷酸序列为SEQ ID NO：2，水稻早衰控制基因ES1-3编码蛋白质的氨基酸序列为SEQ ID NO：4。

es1-3突变体对应的野生型日本晴(Oryza sativa)的核苷酸序列为SEQ ID NO：1；其码蛋白质的氨基酸序列如SEQ ID NO：3所述。

实施例6、植物转化

扩增早衰突变体es1-3中ES1-3基因的5’-UTR至3’-UTR的基因组DNA片段(SEQ IDNO：2)，然后连入pEASY-Blunt Cloning Vector(TransGen Biotech公司)中，之后连入到pCAMBIA1300载体中；得pCAMBIA1300-COLD2。

质粒通过电击的方法转入农杆菌(pvgobacterium tumefaciens)株系EHA105中转化水稻。利用突变体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-COLD2)的EHA105菌株侵染水稻愈伤，在黑暗、25℃条件下共培养3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。对互补苗植株进行生育周期和叶片颜色鉴定，转入了早衰基因ES1-3的水稻其叶片颜色恢复正常，发育周期及抽穗数趋近野生型双科早品种。

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> 水稻早衰控制基因ES1-3及其应用

<160> 4

<170> SIPOSequenceListing 1.0

<210> 1

<211> 4005

<212> DNA

<213> 水稻(Oryza sativa)

<400> 1

atgccgctgg tgaggttcga ggtgcggaat gaggtggggc ttggggaccc cgacctgtac 60

ggcggcggcg gcggtggagg aggaggagga ggaggaggag gagttggggc tgctgcgaag 120

aagggcgggg aggcggagcc caaggcgctg ctcgagggcg tcgccgtcgc cggtctcgtc 180

gggatcctgc gccagctcgg agatctcgcg gaatttgcag cagatgtttt tcacgactta 240

catgagcaag ttataactac atctgctagg gggcgcaagg tgctgactcg agtacagaac 300

atcgaggcag cacttccatc tcttgaaaaa gctgtcaaga atcagaagag ccatatacat 360

ttcacttatg taccaggctc tgattggcat gcacaactta aagatgagca aaatcacctg 420

ctttctagtg atctacctcg atttatgatg gattcctatg aagaatgtcg agacccacca 480

cgactttacc ttcttgataa atttgataat gctggagctg gggcttgttc gaggagacat 540

tctgatccat catacttcaa gaaagcatgg gatatgatga gagcagacaa gacaggaaat 600

ttccaaagag aaaagaaatc tcagaaaatc aagagaaaag gatcacgctt gagagaaccg 660

tatcacggac aaactacacc caggcagagg aatggtgaat tgcagcgagc actcaccgct 720

gttcagctta ccagcaggca ctttgcgact cctagtactg atggccggag cctttcagag 780

aatagatcta catctgatgt aagatctaac cctgacaata taagcagatc ttcttcgttt 840

agttcgaaag cacgactgag tttcacagag caagttctag atacaaagcc aactgtagtt 900

cctcatgaaa atggccatga caagctgtca aataataatc tacacaagct tagcaatacc 960

cccttgcaca cacggcttaa cggtaccagt gcagatgacc tgggtgatga tttgaagcaa 1020

agttccctgc tagatgatat gactgctagg tcaccttctg ttaaatggga tgagaaggct 1080

gaaattacca tgtctacaac ttccgtctac tgtgatgatg ttgtcatgga caaggctgaa 1140

catgtacaat ctaaatgtat tagccctgag cagcaagaaa tcgaccatag ggagatggag 1200

actttggagc agcaagaggc attacatcaa aaggcaaaac agttattagt gtcatcaggc 1260

ttgaaccacc atgatgaagt ccccagtgaa acagacaact atgtggatgc acttaataca 1320

cttgaatctg agacagagac tgaacccgag cttcaaacta aaagtcgagt gaaaccagta 1380

ccttctctca atgttgatgt gcctcaggtg gagctgatag ataacattgt cacagagtct 1440

cctgattctt ctgttgctga attccctgat gcatatcaaa attcaagtat gcctcctgct 1500

cctgagagcg cagctgattt tcccagtttg tcaagtgcag atgctcctga catttcagag 1560

ccagtattat caggctatac agctaatcct catcctgaag tgtcagctat tgctactaat 1620

acccctgtga gcaatacaga ggatgctcca ggtcctttag agatttcaga gtcagcatca 1680

cgagcctata taattacact tcctaatcaa agtttacctg attccaaaga aattccagac 1740

agtaaggcag aagatgcacc catagattct cctgagaaat tggaaccagg accttcaagc 1800

tatacaccta caattcccat taaagagtcc tctattgtca gtcaaaatac taatgcagaa 1860

aatgtttccg gagactgtag tgaaggcact gcttgtgcta tatcctattc ccagcatatc 1920

atttctgata agccaactaa tgaggtatct gctactaata gctcacctga tgatacctct 1980

agcgatgaag atacagttga aagtggtggc attgttgaag tgtctaattc acagcccatg 2040

ccactgaatg actcattgga gaacggatgt gcaactcaag gcctcccagc aaatgcccct 2100

actaattcta ctggagtatc ttctgttaag ctctggacta atgctgggct ctttggactt 2160

gagccatcta aacctccagt attcggtgcc catgatggtc caaaggagga tactacacct 2220

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930 935 940

Ser Ser Leu Phe Ser Ser Ser His Tyr Ser Glu Lys Ser Ser Pro Pro

945 950 955 960

Leu Glu Tyr Met Lys Ile Ser Phe His Pro Met Ser Ala Phe Glu Met

965 970 975

Ser Lys Leu Asp Leu Asp Phe Ser Asp Glu Asn Leu His Glu Asn Ala

980 985 990

Asp Asp Met Met Leu Pro Thr Phe Gln Leu Leu Pro Gly Ser Ser Val

995 1000 1005

Pro Gln Leu Gly Ser Gly Ser Glu Ser Glu Asp Asp Thr Phe Gly Arg

1010 1015 1020

Ser Tyr Ser Tyr Ser Ser Tyr Asp Asp Leu Ser Pro Arg Leu Tyr Ser

1025 1030 1035 1040

Asn Ser Glu Leu Trp Asp Gln Glu Asp Ala Asn Gly Leu Glu Asp His

1045 1050 1055

Asp Met His Asn Asn Pro Asn Gln Ile Gly Ser Phe Gly Ala Pro Ile

1060 1065 1070

Ser Ser Phe Val Glu Phe Glu Gln Met Asp Leu Ser Gly Ala Lys Ser

1075 1080 1085

Thr Val Ser Leu Thr Asp Leu Gly Asp Asp Asn Gly Leu Gly Thr Leu

1090 1095 1100

Asp Ser His Pro Ala Gly Glu Leu Pro Asn Phe Asp Thr Leu Met Ala

1105 1110 1115 1120

His Gln Asn Glu Ala Phe Ile Pro His Asn Pro Val Ser Leu Ser Pro

1125 1130 1135

Asp Glu Gly Gln Leu Pro Pro Pro Pro Pro Leu Pro Pro Met Gln Trp

1140 1145 1150

Arg Thr Met Arg Gln Val Ala Ser Val Glu Glu Gly Arg Gly Ser Ala

1155 1160 1165

Ala Lys Glu Asp Met Leu Glu Ser Thr Ser Asp Leu Pro Pro Val His

1170 1175 1180

Thr Pro Val Gln Glu Glu His Leu Leu Pro Ile Ala Pro Pro Asp Gln

1185 1190 1195 1200

Gln Asn Leu Leu Pro Ile Ala Pro Pro Asp Gln Gln Gly His Ala Lys

1205 1210 1215

Glu Asn Asp Arg Lys Val Asp Gly Val Lys Glu Ile Ser Asn Pro Leu

1220 1225 1230

Asp Ile Glu Ile Arg Ala Ser Leu Leu Gln Gln Ile Arg Asp Lys Ser

1235 1240 1245

Gly Gln Gln Lys Leu Asn Gly His Glu Lys Ser Lys Ala Val Gly Asn

1250 1255 1260

Asp Thr Lys Asn Leu Asp Glu Arg Glu Glu Leu Leu Gln Gln Ile Arg

1265 1270 1275 1280

Ser Lys Thr Phe Asn Leu Arg Arg Thr Asn Ala Ser Lys Thr Asn Thr

1285 1290 1295

Ser Ser Pro Thr Thr Ala Asn Ser Ser Val Val Ala Ile Leu Glu Lys

1300 1305 1310

Ala Asn Ala Ile Arg Gln Ala Val Ala Ser Asp Glu Gly Gly Asp Asp

1315 1320 1325

Asp Ser Trp Ser Asp Ile

1330

Claims

1.水稻早衰控制基因ES1-3，其特征是：所述基因的核苷酸序列如SEQ ID NO：2所示；所述蛋白质的氨基酸序列如SEQ ID NO：4所示；

水稻早衰控制基因ES1-3使得水稻生育周期缩短，叶色发黄，穗子变小，结实率降低；倒一节间长显著变短，叶尖卷曲；铁锈色的小斑点也可见于成熟后的籽粒。

2.如权利要求1所述水稻早衰控制基因ES1-3在促进水稻早衰中的应用。

3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，水稻早衰的表现为：水稻生育周期缩短，叶色发黄，穗子变小，结实率降低；倒一节间长显著变短，叶尖卷曲；铁锈色的小斑点也可见于成熟后的籽粒。

4.如权利要求1所述水稻早衰控制基因ES1-3在调控水稻生育期和叶色中的应用。

5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于：苗期叶片发黄明显，随着生长叶片颜色与野生型差异明显，作为遗传标记用于农业生产中的品种鉴定以及水稻遗传育种。