(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210683006.8 (22)申请日 2022.06.16 (71)申请人 浙江大学 地址 310058 浙江省杭州市西湖区余杭塘 路866号 (72)发明人 毛传澡　朱建树　李梦真　徐纪明　 吴运荣　莫肖蓉　 (74)专利代理 机构 杭州中成专利事务所有限公 司 33212 专利代理师 金祺 (51)Int.Cl. C12N 15/29(2006.01) C07K 14/415(2006.01) C12N 15/84(2006.01) A01H 5/06(2018.01)A01H 6/46(2018.01) C12Q 1/6895(2018.01) C12N 15/11(2006.01) (54)发明名称 水稻根形态建成调控基因CLRD1及其应用 (57)摘要 本发明公开了一种水稻根形态建成调控基 因CLRD1， 其基因组核苷酸序列如SEQ  IDNO.1所 示； 编码区核苷酸序列如SEQ  ID NO.2所示。 本发 明还提供水稻根形态建成调控基因CLRD1在调控 水稻根系建成中的应用， 所述的应用是维持水稻 根形态建成调控基因CLRD1正常水平， 能促使水 稻根形态建成， 即， 维持种子根伸长生长， 促进 不 定根原基及侧根原基分细胞分裂与分化， 促使不 定根发生及侧根生长， 在植物根系形态建成模式 探究及育种实 践中具有较大的应用及指导 价值。 权利要求书1页 说明书11页 序列表5页 附图8页 CN 115161331 A 2022.10.11 CN 115161331 A 1.一种水稻根形态建成调控基因CLRD1， 其特 征在于所述基因为如下(1)～(3)的任一： (1)、 所述基因的基因 组核苷酸序列如SEQ  ID NO.1所示； (2)、 所述基因的编码区核苷酸序列如SEQ  ID NO.2所示； (3)、 所述基因还包括在SEQ  ID NO.1或SEQ  ID NO.2所示核苷酸序列中添加、 取代、 插 入和缺失一个或多个核苷酸 生成的突变 体、 等位基因和衍 生物。 2.如权利要求1所述的水稻根形态建成调控基因CLRD1编码的蛋白， 其特征在于为如下 (1)或(2)所述的蛋白质： (1)、 蛋白质的氨基酸序列如SEQ  ID NO.3所示； (2)、 将SEQ  ID NO.3所示的蛋白质氨基酸经过一个或几个氨基酸残基的取代、 缺失、 添 加一个或多个氨基酸残基生成的突变型和衍 生的蛋白质。 3.如权利要求1所述的水稻根形态建成调控基因CLRD1的应用， 其特征在于： 调控水稻 根系形态建成。 4.根据权利要求3所述的水稻根形态建成调控基因CLRD1的应用， 其特征在于： 维持水 稻根形态建成调控基因CLRD1正常水平， 能促使水稻根形态建成。 5.根据权利要求3所述的水稻根形态建成调控基因CLRD1的应用， 其特征在于所述的促 使水稻根形态建成为： 维持种子根伸长生长， 促进不定根原基及侧 根原基分细胞分裂与分 化， 促使不定根发生及侧根 生长。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115161331 A 2水稻根形 态建成调控基因C LRD1及其应用 技术领域 [0001]本发明涉及植物基因工程领域， 特别涉及一种正向遗传学途径筛选克隆的水稻 CLRD1基因， 以及利用该基因调控水稻根形态建成。 背景技术 [0002]水稻是我国乃至世界重要粮食作物 之一， 近年来一个重要且新兴的育种目标就是 如何进一步提高对水分和养分的吸收利用效率。 根是吸收水和养分至关重要的营养器官， 根系形态建成直接影响水稻植株的生长及生产， 研究调控水稻根形态建成的分子机制可以 指导水稻根系构型改良育种， 以进一步提高水稻对水和养分的吸收利用效率、 保证稳产增 产。 [0003]水稻具有典型的须根系， 不定根及侧根是其根系的主要组成部分， 它们的生长发 育过程受到复杂遗传因素的严格调控。 如编码ASYMMETRIC  LEAVES2/LATERAL  ORGAN  BOUNDARIES(LOB)蛋白家族成员的CROWN  ROOTLESS1/ADVENTITIOUS  ROOTLESS1(CRL1/ ARL1)特异的参与不定根发育的调控， 其 发生突变导致不定根缺 失， 但对侧根 发育影响不大 (Inukai  et al.,2005； Liu  et al.,2005)。 而当肽基脯氨酰顺反异构酶编码基因 CYCLOPHILIN  2(OsCYP2)发生突变时， 严重抑制了水稻侧根的发生， 对不定根发育没有影 响 (Kang et al.,2013)。 再如当TRYPTOPHAN  AMINOTRANS FERASE OF ARABIDOPSIS(TAA)同源 蛋白编码 基因FISH  BONE(FIB)功能缺失能时内源生长素合 成异常， 进而导致水稻不定根数 和侧根数较对照同时显著减少(Yoshikawa  et al.,2014)。 虽然近年来国内外对植物根系 发育已经有大量相关文献报道， 但是针对水稻根系 形态建成的分子调控机制尚不清楚、 调 控通路尚不完整， 亟 待进一步的基因挖掘和功能解析。 [0004]研究发现植物Soluble  N‑ethylmaleimide ‑sensitive  factor attachment   protein receptors(SNARE)蛋白广泛参与到细胞分裂和生长、 向重力性、 激素信号、 植物防 御反应等生理活动中， 对植物的生长发育具有重要作用(Park  et al.,2018； Liu  et al., 2019； Xia  et al.,2019)。 然而SNARE蛋白在水稻生长发育过程， 特别是在水稻根系发育、 根 形态建成领域的研究几乎 是空白。 [0005]目前现有的水稻根形态建成调控基因的研究鲜有报道， OsRAA1(root   architecture  associated  1)被命名为根形态建成相关基因， 其编码一个12千道尔顿的小 G蛋白， OsRAA1过表达的转基因水稻主根生长受抑制、 中期细胞数增多， 而后 期细胞数减少， 表明OsRAA1通过抑制细胞分裂后期的发生而限制根的生长(Ge  et al.,2004； Han et al., 2008)。 [0006]参考文献 [0007]Ge,L.,Chen,H.,Jiang,J.F.,Zhao,Y.,Xu,M.L.,Xu,Y.Y.,Tan,K.H.,Xu,Z.H.,and   Chong,K.(2004).Overexpression  of OsRAA1 causes pleiotropic  phenotypes  in  transgenic  rice plants,including  altered leaf,flower,and  root development  and  root response  to gravity.Plant  Physiology,135:1502 ‑1513.(OsRAA1的过表 达导致转说　明　书 1/11 页 3 CN 115161331 A 3