一种小麦TaSEP基因及其在调控生长和发育中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种小麦TaSEP基因及其在调控生长和发育中的应用，在小麦cDNA中克隆得到了三个同源TaSEP基因，分别位于第七染色体组,其中位于亚基因组D上的TaSEP‑7D，所述TaSEP‑7D的cDNA序列是序列表SEQ ID NO.1的核苷酸序列。本发明专利技术首次克隆得到了TaSEP基因，经过比较分析证明，增加小麦育成品种的小穗数、穗粒数和千粒重，具有调控生长和发育表达性能。

【技术实现步骤摘要】
一种小麦TaSEP基因及其在调控生长和发育中的应用
本专利技术涉及小麦基因提取领域，尤其涉及一种小麦TaSEPs的克隆方法。
技术介绍
小麦是世界上播种面积最大，产量最多和分布最广的粮食作物。随着世界人口的增加和可耕种土地面积的减少，提高作物的产量长期以来一直是很多作物育种改良的重要目标。因此，从生产的角度，提高小麦单产的潜力很大。构成小麦产量的三要素是指单位面积的穗数、每穗粒数和千粒重。这三个因素也叫小麦的产量结构，三个因素的乘积就是小麦的单位面积产量。千粒重是以克表示的一千粒种子的重量，它是体现种子大小与饱满程度的一项指标，是检验种子质量和作物考种的内容，也是田间预测产量时的重要依据。传统技术中通常是通过后期的种植管理技术提高小麦千粒重，比如选择适当时机浇注灌浆水、预防小麦倒伏等，或者通过改变小麦植株光合面积情况(如叶面积大小)而进行改变，这些方式通常只能是在一定范围内改变，作用效果有限。千粒重是一个数量性状，在作物中已经鉴定了几百个与籽粒性状包括粒长、粒宽和粒重等相关的QTL(QuantitativeTraitLoci)。这些QTL位点因能提高作物的产量，在驯化或育种过程中被正向选择而保留下来，这对作物的遗传改良具有重要意义。因此需要一种小麦TaSEPs的克隆方法以解決上述问题。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种小麦TaSEPs的克隆方法。本专利技术的目的通过以下的技术方案来实现：本专利技术包括3个亚基因组，以及对应的三组同源基因，在小麦cDNA中克隆得到了三个所述同源TaSEP基因，分别位于第七染色体组,其中位于亚基因组D上的TaSEP-7D，所述TaSEP-7D的cDNA序列是序列表SEQIDNO.1的核苷酸序列。进一步地，含有所述基因的表达载体。进一步地，含有所述基因的转基因细胞系。所述TaSEP基因在培育调控生长、延迟抽穗和发育表达植物中的应用。进一步地，是将权利要求1所述小麦基因TaSEP基因导入宿主植物的细胞、组织或植株个体，得到具有调控生长和发育表达性能的植株，增加小麦育成品种的小穗数、穗粒数和千粒重的应用，所述的宿主植物为小麦。一种小麦TaSEPs基因的克隆方法，包括以下步骤：A获取小麦核酸提取和PCR；B将TaSEP基因的亚细胞定位在小麦基因中并进行转录激活活性；C分别将全长和截短的TaSEP-7D编码序列构建到PGBKT7载体；D将TaSEP基因的CDS通过双酶切构建到小麦过表达载体pUBI::cas上。进一步地，所述小麦TaSEPs基因的结构显示三个基因均含有8个外显子和7个内含子，且具有两个保守的MEF2-like和K-BOX结构域。与现有技术相比，本专利技术的一个或多个实施例可以具有如下优点：本专利技术所提供的一种小麦TaSEPs的克隆方法，本专利技术首次克隆得到了TaSEP基因，经过比较分析证明，增加小麦育成品种的小穗数、穗粒数和千粒重，具有调控生长和发育表达性能。附图说明图1是小麦TaSEPs基因的全长结构图；图2是小麦、水稻、拟南芥TaSEPE类基因氨基酸序列比对图；图3小麦、水稻、大麦、玉米部分MADS-box基因进化树分析；图4是小麦TaSEPs表达模式图；图5是小麦TaSEPs的单核苷酸多态性及标记图；图6是小麦TaSEPs基因的单倍型在小麦农艺性状上的显著性分析图；图7是小麦TaSEPs基因编码区序列比对图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述。植物材料和生长条件功能验证材料：用于克隆基因的材料中国春、转基因受体六倍体小麦KN199；基因克隆材料每盆一株，种植在模拟气候培养箱(光照设置为16h/黑暗8h，温度设定白天23℃、夜晚20℃)；转基因材料种于温室，不同株系各种35株每盆一株，光照设定两种分别为光照16h/黑暗8h和光照10h/黑暗14h，温度设定白天23℃、夜晚20℃。基因多样性分析材料636份，包括野生二倍体祖先种乌拉尔图小麦(AA基因组)、拟斯匹尔托山羊草(BB基因组)、粗山羊草(DD基因组)、野生二粒小麦(AABB基因组)、地方品种和现代育成品种(这些材料保存于中国农业科学院作物科学研究所)。多样性分析材料每行40株分别种植在河南新乡、河南焦作以及北京顺义基地。统计分析如图1所示为小麦TaSEPs基因的全长结构图，通过DNAStar公司Lasergene软件包中的SeQMan及MegAlign软件对克隆到的序列进行比对分析；MAGA7软件分析所得基因的氨基酸序列，使用ClustalW对全长蛋白构建进化树。通过SPSS软件进行相关性分析及独立样本的T检验，p值小于0.01为极显著，p值小于0.05为显著。以TaESPOE-7D为例子进行核酸提取和PCR通过天漠公司的植物总RNA提试剂盒从六倍体小麦中国春、KN199野生型及TaESPOE-7D转基因株系不同组织(根、茎、旗叶、柱头及子房和花后十天的种子)中提取总RNA，然后通过5×All-In-OneRTMasterMix(abm公司)试剂盒反转录得到相应的cDNA。PCR的总体积为25uL，包含50ngcDNA/DNA2μL、10μL-1正向和反向引物各0.75μL、5μL的dNTP、12.5μL的KODFXNeoBuffer、KODFXNeo酶(TOYOBO公司)、ddH2O补至25ul。实时定量PCR(qRT-PCR)使用TBGreenTMPremixExTaqTMII(TliRNaseHPlus)试剂在RocheLightCycler96实时荧光定量PCR仪上进行；总体积为10uL，包含2uLcDNA，0.26uL基因特异性引物，5uLTBGreenPremixExTaqII，然后ddH2O补齐至10ul。文中所有引物均由PrimerPremier5.0软件设计。TaSEP-7D的亚细胞定位和转录激活活性将TaSEP-7D无终止密码子的CDS序列克隆融合到GFP基因的上游，构建成CaMV35S启动子的控制下的35S::TaSEP-7D-GFP融合蛋白。通过PEG介导的方法将构建体转移到小麦叶肉原生质体中(Yoo,etal.2007)，在小麦原生质体中进行亚细胞定位。25℃条件下孵育18小时后，使用激光扫描共聚焦显微镜检测荧光信号。TaSEP-7D的转录自激活活性分析分别将全长和截短的TaSEP-7D编码序列构建到PGBKT7载体上，构建成一系列名为BD-TaSEP-7D，BD-TaSEP-7D-MADS，BD-TaSEP-7D-C的表达载体，然后转化进酵母感受态细胞Y2H中，在缺素培养基SD/-Trp上培养1-2d。长出菌落后转到SD/-Trp-His、SD/-Trp-His-Ade培养基上，根据生长情况鉴定自激活活性。质粒构建与遗传转化将本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种小麦克隆同源TaSEP基因，包括3个亚基因组，以及对应的三组同源基因，其特征在于，在小麦cDNA中克隆得到了三个所述同源TaSEP基因，分别位于第七染色体组,其中位于亚基因组D上的TaSEP-7D，所述TaSEP-7D的cDNA序列是序列表SEQ ID NO.1的核苷酸序列。/n

【技术特征摘要】
1.一种小麦克隆同源TaSEP基因，包括3个亚基因组，以及对应的三组同源基因，其特征在于，在小麦cDNA中克隆得到了三个所述同源TaSEP基因，分别位于第七染色体组,其中位于亚基因组D上的TaSEP-7D，所述TaSEP-7D的cDNA序列是序列表SEQIDNO.1的核苷酸序列。


2.含有权利要求1所述基因的表达载体。


3.含有权利要求1所述基因的转基因细胞系。


4.如权利要求1所述TaSEP基因在培育调控生长、延迟抽穗和发育表达植物中的应用。


5.提高含有权利要求1中所述TaSEP基因在调控生长和发育表达的方法，是将权利要求1所述小麦基因TaSEP基因导入宿主植物的细胞、组织或植株个体，得到具有调控生长和发育表达性能的植株，增加小麦育...

【专利技术属性】
技术研发人员：高丽锋，张浩，贾继增，赵光耀，张立超，张蕾，刘盼，严冬，
申请(专利权)人：中国农业科学院作物科学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11