專利名稱：：稻米膠稠度控制基因gc6及其應用的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明屬于植物基因工程領域，具體地說，本發(fā)明涉及一種稻米膠稠度控制基因GC6；另外，本發(fā)明還涉及控制稻米膠稠度育種的方法。
背景技術：
：隨著水稻產量的逐漸提高，人們對水稻的品質要求越來越高，稻米品質是一個復雜的性狀，主要包括蒸煮食味品質、營養(yǎng)品質和外觀品質等[1]。而蒸煮食味品質是稻米品質中最重要指標，主要受直鏈淀粉含量(AC)、膠稠度(GC)和糊化溫度(GT)的影響β]。膠稠度是稻米食用品質的重要指標。低膠稠的米飯干燥蓬松，冷卻后硬而粗糙，食味不佳；高膠稠的米飯濕潤光滑而有彈性，冷卻后仍保持柔軟而深受歡迎。通常粳稻的膠稠度較高，而秈稻則低、中、高品種均有，且以高膠品種居多。膠稠度既是食用稻米的品質指標，同時也是影響稻米制品加工和釀酒業(yè)的重要特性。另外，由于膠稠度是一個受胚乳三倍體細胞控制的性狀，同一植株上所結的不同種子的膠稠度存在著遺傳分離與基因劑量效應，并易受其它性狀和環(huán)境因素的影響，采用常規(guī)育種方法來改良膠稠度就較為困難，周期長，效率低，還受品種資源的制約。而基于基因克隆基礎上的生物工程手段則是人工調控稻米膠稠度的最簡便又有效的方法之一。參考文獻如下1.LiuQQ,WangZYandGuMHetal..StableinheritanceoftheantisenseWaxygeneintransgenicricewithreducedamyloselevelandimprovedquality.TransgenicRes,2003,12:71-82(劉巧泉，王宗陽，顧銘洪等.穩(wěn)定遺傳的蠟質基因反義轉基因技術可以降低稻米直鏈淀粉含量和改善品質.轉基因研究，2003，12:71-82.)；2.FanCC,YuXQandZhangQFetal..Themaineffects，epistaticeffectsandenvironmentalinteractionsofQTLsonthecookingandeatingqualityofriceinadoub1ed-hapIoidlinepopulation.TheorApplGenet，2005，110:1445-1452(FanCC、余新橋，張啟發(fā)等.稻米蒸煮食用品質主要效應、上位性效應及環(huán)境互作的QTL的分析·理論和應用遺傳學，2005，110=1445-1452)。
發(fā)明內容本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種稻米膠稠度制基因GC6以及植物改造方法。為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種稻米膠稠度控制基因GC6，該基因GC6為SEQIDNO:1所示的核苷酸序列。本發(fā)明還同時提供了一種載體，為含有上述基因的植物表達載體。作為本發(fā)明的載體的改進植物表達載體為PCAMGC6。本發(fā)明還同時提供了一種宿主細胞，為含有上述載體的細胞。作為本發(fā)明的宿主細胞的改進細胞為大腸桿菌細胞、農桿菌細胞和或植物細胞。本發(fā)明還同時提供了一種控制稻米膠稠度高低構成的方法包括用上述載體轉化植物細胞；和將轉化的植物細胞培育成植株?？蓪⑸鲜鲚d體通過農桿菌介導法或基因槍法轉化植物細胞，該植株優(yōu)選水稻。本發(fā)明還同時提供了一種改良稻米膠稠度高低的方法包括用上述載體轉化植物細胞；和將轉化的植物細胞培育成植株?？蓪⑸鲜鲚d體通過農桿菌介導法或基因槍法轉化植物細胞，該植株優(yōu)選水稻。本發(fā)明的水稻膠稠度控制基因GC6編碼的蛋白質，其具有SEQIDNO2所示的氨基酸序列。本發(fā)明人通過深入研究，利用粳稻品種春江6號(CJ06)和正常秈稻品種臺中本地1號(Tm)構建的DH群體進行相關QTL定位，并運用圖位克隆技術首先克隆了GC6基因。本發(fā)明的優(yōu)選實施方式包含以下步驟一、水稻膠稠度控制基因的遺傳分析本發(fā)明所采用的水稻品種為高膠稠度的粳稻品種春江06(CJ06)和低膠稠度的秈稻品種臺中本地1號(TNl)，二品種雜交得Fl代，對F1代進行花藥離體培養(yǎng)，再經(jīng)自然加倍或用秋水仙素處理，隨機選取其中的120個株系組成DH群體用于分子連鎖圖譜的構建。二、圖位克隆控制水稻膠稠度的GC6基因(一)、GC6基因的精細定位及物理定位為了分離GC6基因，剔除GC2和GC3對GC6的干擾，本發(fā)明首先建立了一個僅帶有GC6座位的染色體片斷置換系(圖2)，其由Tm(秈稻)與CJ06品種(粳稻)雜交之后，以CJ06為輪回親本不斷回交而成，該染色體片斷置換系和CJ06雜交獲得的Fl代經(jīng)自交形成的BC4F2精細定位群體(圖幻。然后根據(jù)已有的QTL分析結果，利用分子標記篩選交換單株，并結合這些交換單株的膠稠度分析，借助圖位克隆的方法進行GC6基因的精細定位及物理定位。通過已測序的GC6位點區(qū)域的BAC序列，建立BAC克隆重疊群。發(fā)展新標記進行精細定位，最終將GC6定位于BAC克隆P0679C08上的標記S^和CAPS6之間111Λ的范圍之內(圖4)。通過分析此區(qū)段的開放閱讀框(ORF)推測候選基因，結果發(fā)現(xiàn)該區(qū)間內只包含一個基因，對該候選基因進行序列分析，發(fā)現(xiàn)其在CJ06和Tm之間存在巨大差異(圖5)。(二)、GC6基因的鑒定和功能分析進行功能互補的轉基因研究。將低膠稠度品種Tm的GC6基因構建到常規(guī)植物表達載體并轉化到高膠稠度品種CJ06中(圖6)，結果表明本發(fā)明獲得了使高膠度的粳稻品種CJ06的膠稠度降低的轉基因水稻，證明了本發(fā)明正確克隆了GC6基因(圖7)。隨著人民生活水平的提高和市場經(jīng)濟的發(fā)展，對農作物品質的要求越來越高，農作物品質的改進無疑在農業(yè)發(fā)展中日益受到重視。GC6基因的發(fā)現(xiàn)與克隆，使得應用基因工程技術調控水稻稻米膠稠度成為可能，在改善稻米蒸煮和食味品質方面；同時也在稻米加工、食品添加劑生產方面發(fā)揮重要的作用。而在相關領域，如工業(yè)原料供應等方面勢必也將起到一定的作用。下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細說明。圖1是DH群體及其雙親的膠稠度分布圖2是GC6主效QTL座位的染色體片斷置換系圖；圖2中，白色區(qū)域代表來自CJ06的基因組DNA，黑色區(qū)域代表來自I^l的基因組DNA圖；112指水稻的12條染色體；圖3是染色體片斷置換系的構建圖；圖4是GC6在水稻第6染色體上的精細定位圖；圖4中，白色區(qū)域代表來自CJ06的基因組DNA，黑色區(qū)域代表來自I^l的基因組DNA，灰色區(qū)域代表雜合型的基因組DNA;L1L12是指經(jīng)篩選獲得的、用于基因圖位克隆的12個重要的水稻植株；圖5是CJ06和Tm基因組DNA差異的比較圖；圖6是載體pCAMGC6質粒圖譜；圖7是GC6基因轉化高膠稠度水稻恢復低膠稠度的表型圖；T2-17是指轉基因互補實驗中獲得的一個植株；圖8是載體pTCKGC6質粒圖譜；圖9是通過轉基因技術可以高膠稠度稻米圖；圖9中，A代表轉空載體PTCK303后對照表型，B代表干涉gel基因后表現(xiàn)巨胚表型。具體實施例方式下面結合附圖對理解本發(fā)明作進一步的詳細描述，但并非對本發(fā)明作限定。實施例1、水稻稻米膠稠度控制基因GC6的克隆1、水稻材料水稻(Oryzasativassp.)高膠稠度粳稻品種春江06(CJ06)和低膠稠度秈稻品種臺中本地1號(TNl)02、分析和定位群體本發(fā)明所采用的水稻品種為高膠稠度的粳稻品種春江06(CJ06)和低膠稠度的秈稻品種臺中本地1號(TNl)，二品種雜交得Fl代，對F1代進行花藥離體培養(yǎng)，再經(jīng)自然加倍或用秋水仙素處理，隨機選取其中的120個株系組成DH群體用于分子連鎖圖譜的構建。移種大田或使用濃度2%的秋水仙素點滴水稻幼苗心葉。為了分離GC6基因，剔除GC2和GC3對GC6的干擾，本發(fā)明首先建立了一個僅帶有GC6座位的染色體片斷置換系(圖2)，其由Tm(秈稻)與CJ06品種(粳稻)雜交之后，以CJ06為輪回親本不斷回交而成(例如回交4次)；該染色體片斷置換系和CJ06雜交獲得的Fl代經(jīng)自交形成的BC4F2精細定位群體(圖3)。用分子標記R1K40和RM587進行輔助選擇，選擇表現(xiàn)“I^l”基因型的單株用于進一步的回交和輔助選擇，標記RM540和RM587的序列如下。3、水稻膠稠度控制基因的遺傳分析在DH群體中，群體性狀呈超親分離，如圖1所示。通過分析DH群體120個株系的膠稠度的表現(xiàn)，結合業(yè)已構建的遺傳圖譜，開展水稻膠稠度相關基因的遺傳分析。QTL分析表明，在該DH群體中，共檢測到3個與膠稠度有關的QTL座位，其中位于水稻第6染色體上的GC6為控制膠稠度的主效QTL，并將之定位于分子標記RM540和RM587之間(表1)。RM540FGCCTTCTGGCTCATTTATGCRM540RCTAGGCCTGCCAGATTGAACRM587F:ACGCGAACAAATTAACAGCCRM587RCTTTGCTACCAGTAGATCCAGC表1、膠稠度相關性狀的QTL分析權利要求1.一種稻米膠稠度控制基因GC6，其特征是該基因GC6為SEQIDNO:1所示的核苷酸序列。2.如權利要求1所述的水稻膠稠度控制基因GC6編碼的蛋白質，其特征是具有SEQIDNO2所示的氨基酸序列。3.一種載體，其特征是為含有權利要求1所述基因的植物表達載體。4.根據(jù)權利要求3所述的載體，其特征是所述植物表達載體為PCAMGC6。5.一種宿主細胞，其特征是為含有權利要求3或權利要求4所述載體的細胞。6.根據(jù)權利要求5所述的宿主細胞，其特征是所述細胞為大腸桿菌細胞、農桿菌細胞和或植物細胞。7.—種控制稻米膠稠度高低構成的方法，其特征是包括用權利要求3或權利要求4所述載體轉化植物細胞；再將轉化的植物細胞培育成植株。8.根據(jù)權利要求7所述的控制稻米膠稠度高低構成的方法，其特征是所述轉化法為農桿菌介導法或基因槍法，所述植株為水稻。9.一種改良稻米膠稠度高低的方法，其特征是包括用權利要求3或權利要求4所述載體轉化植物細胞；再將轉化的植物細胞培育成植株。10.根據(jù)權利要求9所述的改良稻米膠稠度高低的方法，其特征是所述轉化法為農桿菌介導法或基因槍法，所述植株為水稻。全文摘要本發(fā)明公開了一種稻米膠稠度控制基因GC6，該基因GC6為SEQIDNO:1所示的核苷酸序列。本發(fā)明還同時公開了如上述水稻膠稠度控制基因GC6編碼的蛋白質，其具有SEQIDNO:2所示的氨基酸序列。本發(fā)明還同時公開了含有上述基因的植物表達載體和宿主細胞。本發(fā)明還同時公開了一種控制稻米膠稠度高低構成的方法包括用本發(fā)明所述載體轉化植物細胞；再將轉化的植物細胞培育成植株。本發(fā)明還同時公開了一種改良稻米膠稠度高低的方法，包括用本發(fā)明所述載體轉化植物細胞；再將轉化的植物細胞培育成植株。文檔編號C07K14/415GK102206652SQ20111011115公開日2011年10月5日申請日期2011年4月30日優(yōu)先權日2011年4月30日發(fā)明者劉堅,張光恒,曾大力,朱麗,胡江,蘇巖,董國軍,郭龍彪,錢前,顏美仙,饒玉春,高振宇申請人:中國水稻研究所