GAGCATGTGGAGAGGAACTCG(SEQIDN0:55);反向引物： GGAGAGGGCAAGGGCTTCTTCG(SEQIDN0:56)來識別的。9. 一種生產(chǎn)具有提高的谷物產(chǎn)量的近交水稻植物的方法，包括： a) 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法生產(chǎn)具有提高的谷物產(chǎn)量的水稻植物； b) 使步驟a)中產(chǎn)生的水稻植物與其自身或另一水稻植物雜交以產(chǎn)生子代水稻種子； c) 種植步驟b)的子代水稻種子以產(chǎn)生具有提高的谷物產(chǎn)量的另外的水稻植物；和 d) 重復(fù)所述雜交和種植步驟0~7次以生成具有提高的谷物產(chǎn)量的近交水稻植物。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中步驟c)進(jìn)一步包括步驟：識別并選擇表現(xiàn)出提 高的谷物產(chǎn)量的水稻植物。11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述方法進(jìn)一步包括步驟：選擇純合子近交水稻 植物。12. -種用于生產(chǎn)具有提高的谷物產(chǎn)量的水稻植物的方法，所述方法包括： a) 提供包含基因SPIKE的第一水稻植物； b) 將編碼基因SPIKE的核酸從所述第一水稻植物轉(zhuǎn)移至第二水稻植物； c) 對所述第二水稻植物分析所述基因SPIKE; d) 識別并選擇包含所述基因SPIKE并且當(dāng)與轉(zhuǎn)移之前的所述第二水稻植物相比時(shí)表 現(xiàn)出提高的谷物產(chǎn)量的第二水稻植物。13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述基因SPIKE包含選自于由SEQIDN0:1、SEQ IDN0:2、SEQIDN0:94、SEQIDN0:95、SEQIDN0:96、SEQIDN0:97、SEQIDN0:98、SEQ IDN0:99、SEQIDN0:100、SEQIDN0:101和SEQIDN0:102構(gòu)成的組中的多核苷酸序列。14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述基因SPIKE包含一種多核苷酸序列，所述多 核苷酸序列至少70 %、至少75 %、至少80 %、至少85 %、至少90 %、至少95 %、至少96 %、至 少 97%、至少 98%、至少 99%或 100% 同一于選自于由SEQIDNO:l、SEQIDNO:2、SEQID NO:94、SEQIDNO:95、SEQIDNO:96、SEQIDNO:97、SEQIDNO:98、SEQIDNO:99、SEQID NO: 100、SEQIDNO: 101 和SEQIDNO: 102 構(gòu)成的組中的序列。15. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述基因SPIKE包含至少70%、至少75%、至少 80%、至少85%、至少90%、至少95%、至少96%、至少97%、至少98%、至少99%或100% 同一于SEQIDN0:2的多核苷酸序列。16. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述基因SPIKE是通過檢測選自于由RM5503、RM3423和Ind4構(gòu)成的組中的第一上游分子標(biāo)記以及選自于由RM6909、AGT3、RM17487、 RM17486和Indl2構(gòu)成的組中的第二下游分子標(biāo)記來識別的。17. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述基因SPIKE是通過檢測選自于由RM3423和 Ind4構(gòu)成的組中的第一上游分子標(biāo)記以及選自于由AGT3、RM17487、RM17486和Indl2構(gòu)成 的組中的第二下游分子標(biāo)記來識別的，其中所述第一上游分子標(biāo)記和第二下游分子標(biāo)記是 使用表1中列示的相應(yīng)的正向引物和反向引物來檢測的。18. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述基因SPIKE是通過檢測約105個堿基對的 第一分子標(biāo)記Ind2以及約252個堿基對的第二分子標(biāo)記RM17487來識別的。19. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述基因SPIKE是通過檢測約105個堿 基對的第一分子標(biāo)記Ind2 (正向引物：ACAAGAAGCCGGGAAACCTA(SEQIDNO: 27);反 向引物：CTCCTCCGGTCCTCCTTAAC(SEQIDN0:28)以及約252個堿基對的第二分子 標(biāo)記RM17487(正向引物：CGGAGCATGTGGAGAGGAACTCG(SEQIDN0:55);反向引物： GGAGAGGGCAAGGGCTTCTTCG(SEQIDN0:56)來識別的。20. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述核酸從所述第一水稻植物向所述第二水稻 植物的轉(zhuǎn)移是通過使所述第一水稻植物與所述第二水稻植物雜交來進(jìn)行的，以生產(chǎn)包含所 述基因SPIKE的后代植物，并且其中在一個或多個后代植物上進(jìn)行步驟c)和d)。21. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中核酸從所述第一水稻植物向所述第二水稻植物 的轉(zhuǎn)移是通過轉(zhuǎn)基因方法、通過雜交、通過回交、通過原生質(zhì)體融合、通過雙單倍體技術(shù)或 通過胚拯救來進(jìn)行的。22. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中回交導(dǎo)致基因SPIKE的基因滲入以及至少 85 %、至少87 %、至少90 %、至少92 %、至少94 %、至少96 %或至少98 %的所述第二水稻植 物的基因組的恢復(fù)。23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述第二水稻植物的基因組的恢復(fù)為92%和 97 %之間。24. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中步驟d)進(jìn)一步包括使所述第二水稻植物經(jīng)受用 于測量谷物產(chǎn)量的生物測定。25. -種具有提高的谷物產(chǎn)量的水稻植物或其部分，通過根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法 生產(chǎn)，其中所述水稻植物或其部分包含基因SPIKE，并且其中所述基因SPIKE不處于其天然 遺傳背景中。26. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述第一水稻植物選自于來源于新株型（NPT) 品種YP9的水稻植物的等基因系。27. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述第一水稻植物選自于水稻（Oryzasativa) 亞種熱帶粳稻（tropicaljaponica) 〇28. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述第一水稻植物為Daringan。29. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述第二水稻植物選自于水稻亞種秈稻 (indica)〇30. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中所述第二水稻植物選自于由PSBRcl8、 Ciherang、TDK1、BR11 和Swarna構(gòu)成的組。31. -種轉(zhuǎn)基因植物細(xì)胞，包含： a) 至少一種植物啟動子；和 b) 至少一種多核苷酸，其編碼至少70%同一于蛋白質(zhì)SPIKE的多肽序列（SEQID NO:3)的多肽序列； 其中所述啟動子和多核苷酸可操作地連接并且并入到植物細(xì)胞染色體DNA中。32. 權(quán)利要求31的轉(zhuǎn)基因植物細(xì)胞，其中所述細(xì)胞的類型選自于由水稻、小麥、高粱和 玉米構(gòu)成的組。33. 權(quán)利要求31的轉(zhuǎn)基因植物細(xì)胞，其中所述植物細(xì)胞對于基因SPIKE是純合的。34. -種轉(zhuǎn)基因植物，包含多個權(quán)利要求31的細(xì)胞。35. -種轉(zhuǎn)基因植物，包含： a) 至少一種植物啟動子；和 b) 至少一種至少70%同一于SPIKE的多核苷酸序列的多核苷酸序列，其中SPIKE的多 核苷酸序列包含選自于由SEQIDN0:1、SEQIDN0:2、SEQIDN0:94、SEQIDN0:95、SEQ IDN0:96、SEQIDN0:97、SEQIDN0:98、SEQIDN0:99、SEQIDN0:100、SEQIDN0:101和 SEQIDNO: 102構(gòu)成的組中的序列； 其中所述啟動子和多核苷酸可操作地連接并且并入到植物染色體DNA中。36. 權(quán)利要求35的轉(zhuǎn)基因植物，其中所述植物選自于由水稻、小麥、高粱和玉米構(gòu)成的 組。37. 權(quán)利要求36的轉(zhuǎn)基因植物，其中所述植物是水稻植物。38. 權(quán)利要求35的轉(zhuǎn)基因植物，其中所述多核苷酸序列至少70%、至少75%、至少 80%、至少85%、至少90%、至少95%、至少96%、至少97%、至少98%、至少99%或100% 同一于SPIKE的多核苷酸序列。39. 權(quán)利要求35的轉(zhuǎn)基因植物，其中所述植物對于基因SPIKE是純合的。40. 權(quán)利要求35的植物的種子。41. 權(quán)利要求35的植物的植物部分。42. 權(quán)利要求35的轉(zhuǎn)基因植物，其中所述植物表現(xiàn)出選自于由以下構(gòu)成的組的表型： 相對于相應(yīng)非轉(zhuǎn)基因植物增加的谷物產(chǎn)量/m2;相對于相應(yīng)非轉(zhuǎn)基因植物增加的總小穗數(shù)/ 穗；以及相對于相應(yīng)非轉(zhuǎn)基因植物增加的旗葉寬度。43. -種用于選擇轉(zhuǎn)基因植物的方法，包括： a) 對群體進(jìn)行提高的谷物產(chǎn)量的篩選，其中所述群體中的植物包含至少一種轉(zhuǎn)基因植 物細(xì)胞，所述細(xì)胞具有并入到其染色體DNA中的重組DNA，其中所述重組DNA包含啟動子，所 述啟動子在植物細(xì)胞中是功能性的并且功能性地連接于至少70%同一于SPIKE的多核苷 酸序列的多核苷酸序列的開放閱讀框，其中所述群體中的包含至少一個轉(zhuǎn)基因植物細(xì)胞的 個體植物表現(xiàn)出的谷物產(chǎn)量相同于或大于對照植物的谷物產(chǎn)量，所述對照植物不包含至少 一種轉(zhuǎn)基因植物細(xì)胞；和 b) 從所述群體中選擇一種或多種植物，所述植物表現(xiàn)出的谷物產(chǎn)量大于對照植物的谷 物產(chǎn)量，所述對照植物不包含至少一種轉(zhuǎn)基因植物細(xì)胞。44. 權(quán)利要求43的方法，進(jìn)一步包括步驟：從步驟b)中選擇的一種或多種植物中收集 種子。45. 權(quán)利要求43的方法，進(jìn)一步包括： a) 驗(yàn)證所述重組DNA穩(wěn)定地整合到所選擇的植物中；和 b) 分析所選擇的植物的組織以確定至少70%同一于SPIKE的多核苷酸序列的多核苷 酸序列的表達(dá)，其中所述SPIKE的多核苷酸序列包含選自于由SEQIDNO:l、SEQIDNO:2、 SEQIDN0:94、SEQIDNO:95、SEQIDNO:96、SEQIDNO:97、SEQIDNO:98、SEQIDNO:99、 SEQIDNO: 100、SEQIDNO: 101 和SEQIDNO: 102 構(gòu)成的組的序列。46. 根據(jù)權(quán)利要求43所述的方法，其中所述多核苷酸序列至少70%、至少75%、至少 80%、至少85%、至少90%、至少95%、至少96%、至少97%、至少98%、至少99%或100% 同一于SPIKE的多核苷酸序列。47. 權(quán)利要求43的方法，其中所述轉(zhuǎn)基因植物選自于由水稻、小麥、高粱和玉米構(gòu)成的 組。48. 權(quán)利要求47的轉(zhuǎn)基因植物，其中所述轉(zhuǎn)基因植物為水稻植物。49. 一種提高谷物草的谷物產(chǎn)量的方法，包括： a) 使第一種類的谷物草的植物與第二種類的谷物草雜交，其中所述第一種類包含包括 對應(yīng)于基因SPIKE的多核苷酸序列的染色體DNA，其中所述第二種類不包含包括對應(yīng)于基 因SPIKE的多核苷酸序列的染色體DNA，其中所述對應(yīng)于基因SPIKE的多核苷酸序列包含選 自于由SEQIDN0:1、SEQIDN0:2、SEQIDN0:94、SEQIDN0:95、SEQIDN0:96、SEQID N0:97、SEQIDN0:98、SEQIDN0:99、SEQIDN0:100、SEQIDN0:101和SEQIDN0:102構(gòu) 成的組中的序列； b) 選擇一種或多種具有染色體DNA的子代植物，所述染色體DNA包括對應(yīng)于基因 SPIKE的多核苷酸序列； C)回交所選擇的子代植物以產(chǎn)生回交子代植物； d) 選擇一種或多種具有染色體DNA的回交子代植物，所述染色體DNA包括對應(yīng)于基因 SPIKE的多核苷酸序列； e) 重復(fù)步驟c)和d) -次或多次以產(chǎn)生第三代或更高代的具有染色體DNA和所述第二 種類的谷物草在與所述第一種類的谷物草雜交之前的所有生理和形態(tài)特征的回交子代植 物，所述染色體DNA包括對應(yīng)于基因SPIKE的多核苷酸序列。50. 權(quán)利要求49的方法，其中所述谷物草選自于由水稻、小麥、高粱和玉米構(gòu)成的組。51. 權(quán)利要求49的方法，其中所述谷物草是水稻。52. 權(quán)利要求49的方法，其中所述第一種類的谷物草選自于來源于新株型（NPT)品種 YP9的水稻植物的等基因系。53. 根據(jù)權(quán)利要求49所述的方法，其中所述第一種類的谷物草選自于水稻亞種熱帶粳 稻。54. 根據(jù)權(quán)利要求53所述的方法，其中所述第一種類的谷物草是Daringan。55. 根據(jù)權(quán)利要求49所述的方法，其中所述第二種類的谷物草選自于水稻亞種秈稻。56. 根據(jù)權(quán)利要求55所述的方法，其中所述第二種類的谷物草選自于由PSBRclS、 Ciherang、TDK1、BR11 和Swarna構(gòu)成的組。57. 根據(jù)權(quán)利要求49所述的方法，其中所述對應(yīng)于基因SPIKE的多核苷酸序列的檢測 是使用遺傳標(biāo)記來進(jìn)行的。58. 根據(jù)權(quán)利要求57所述的方法，其中所述對應(yīng)于基因SPIKE的多核苷酸序列的檢測 包括：檢測選自于由RM5503、RM3423和Ind4構(gòu)成的組中的第一上游分子標(biāo)記以及選自于由 RM6909、AGT3、RM17487、RM17486和Indl2構(gòu)成的組中的第二下游分子標(biāo)記。59. 根據(jù)權(quán)利要求57所述的方法，其中所述對應(yīng)于基因SPIKE的多核苷酸序列的檢 測包括：檢測選自于由RM3423和Ind4構(gòu)成的組中的第一上游分子標(biāo)記和選自于由AGT3、 RM17487、RM17486和Indl2構(gòu)成的組中的第二下游分子標(biāo)記，其中所述第一上游分子標(biāo)記 和第二下游分子標(biāo)記是使用表1中列示的相應(yīng)的正向引物和反向引物來檢測的。60. 根據(jù)權(quán)利要求57所述的方法，其中所述對應(yīng)于基因SPIKE的多核苷酸序列的檢 測包括：檢測約105個堿基對的第一分子標(biāo)記Ind2和約252個堿基對的第二分子標(biāo)記 RM17487。61. 根據(jù)權(quán)利要求57所述的方法，其中所述對應(yīng)于基因SPIKE的多核苷酸序列的檢測 包括：檢測約105個堿基對的第一分子標(biāo)記Ind2(正向引物：ACAAGAAGCCGGGAAACCTA(SEQ IDNO:27);反向引物：CTCCTCCGGTCCTCCTTAAC(SEQIDNO:28)以及約 252 個堿基對的第 二分子標(biāo)記RM17487 (正向引物：CGGAGCATGTGGAGAGGAACTCG(SEQIDNO: 55);反向引物： GGAGAGGGCAAGGGCTTCTTCG(SEQIDN0:56)。62. -種栽培谷物草植物的方法，包括栽培權(quán)利要求40的種子。63. -種栽培谷物草植物的方法，包括栽培權(quán)利要求41的植物部分。
【專利摘要】本文中描述了用于提高谷物產(chǎn)量的育種方法。所公開的是一種新型基因SPIKE，其在本文中顯示出提高現(xiàn)代秈稻品種的谷物產(chǎn)量并且可以用于輔助開發(fā)改善的谷物。本文中還描述了用于提高現(xiàn)代秈稻品種的谷物產(chǎn)量的材料和方法。
【IPC分類】C12N15/82, A01H5/00, C12N15/87
【公開號】CN105283069
【申請?zhí)枴緾N201480018617
【發(fā)明人】石丸努, 伊內(nèi)茲·霍滕斯·薩爾梅-勒丁, 藤田大輔, 庫爾尼亞萬·魯?shù)稀ぬ乩飦喬孛卓? 小出陽平, 佐佐木和浩, 尼古勞斯·K·察基爾帕洛格盧, 福田善道, 小林伸哉
【申請人】國際水稻研究所, 國立研究開發(fā)法人國際農(nóng)林水產(chǎn)業(yè)研究中心
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2014年2月3日
【公告號】US20150376638, WO2014118636A2, WO2014118636A3