大豆GmPRR1基因在调控大豆主茎节数中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种大豆GmPRR1基因在调控大豆主茎节数中的应用，所述大豆GmPRR1基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1、SEQ ID NO.2、SEQ ID NO.3、或SEQ ID NO.4所示。本发明专利技术首次在大豆中克隆了参与大豆主茎节数调控的大豆GmPRR1基因，通过降低大豆GmPRR1基因的表达，相比于野生型植株，大豆GmPRR1基因敲除突变体的主茎节数和株高有了显著增加，而主茎节数的增加，有利于提高大豆的产量。大豆GmPRR1基因的克隆和新功能的发现，为大豆株型改良遗传育种提供了新的基因靶点和资源。种提供了新的基因靶点和资源。种提供了新的基因靶点和资源。

【技术实现步骤摘要】
大豆GmPRR1基因在调控大豆主茎节数中的应用


[0001]本专利技术属于植物基因工程
，更具体地，本专利技术涉及一种大豆GmPRR1基因在调控大豆主茎节数中的应用。

技术介绍

[0002]大豆(Glycine max(L.)Merr.)作为重要的粮食作物，是世界上食用植物蛋白质和油脂的重要来源。大豆起源于中国，然而由于我国大豆品种单产较低、种植面积不足等因素，导致大豆产能严重不足。随着我国经济高速发展和人民生活水平的提高，大豆需求量急剧攀升，供需矛盾日益突出，严重依赖进口，因此培育适合我国气候和耕作环境的高产大豆新品种，是保证国家粮食安全和社会发展的迫切需求。
[0003]自20世纪下半叶，育种家通过利用半矮化突变体培育耐倒伏和适合密植的禾本科作物，实现了产量大幅增长的“绿色革命”。然而大豆的产量性状比较复杂，决定大豆单株产量的主要因素包括有效茎节数、豆荚数、荚粒数和千粒重等。大豆茎节是果荚生长附着部位，虽然降低株高可以提高耐倒伏性，但由于伴随茎节数的减少，从而导致豆荚数减少，因此在禾本科作物中获得成功的矮化育种策略在大豆中不能被简单复制。
[0004]针对大豆特异的产量形成要素，培育主茎粗壮、茎节较短和茎节数增加的新品种被认为是大豆理想株型育种的主要目标之一。然而，环境因素对大豆主茎节数影响较大，大豆是典型的短日照植物，一般大豆品种在长日照条件下开花较晚，营养生长充分，比在短日照条件下具有更多的主茎节数，因此在保证完成生育周期的前提下，晚熟品种一般表现更多的主茎节数和较高的产量。此外研究表明，在温度较高条件下大豆生长发育较快，茎节相对较短，相对于低温条件具有更多的主茎节数。另外，不同大豆品种在长日照下表现有限、亚有限和无限三种结荚习性，而在短日照下一般均表现有限结荚习性，因此在长日照条件下亚有限和无限结荚型品种相对于有限结荚型品种具有更多的主茎节数。
[0005]根据SoyBase网站(https://www.soybase.org/sbt/)统计数据，目前已定位了至少37个影响大豆主茎节数的QTL位点。这些QTL位点多数与已知的株高、生育期、结荚习性等性状QTL位点关联，表明调控大豆主茎节数的复杂性。例如，控制大豆开花的E2基因和结荚习性的Dt1基因都位于影响大豆主茎节数的QTL区间范围内，并且其相关基因突变体表现出明显的主茎节数变异。是否存在特异影响主茎节数的QTL位点尚不清楚，主茎节数与其它性状的连锁为定向育种工作增加了不确定性和难度。
[0006]综上，由于主茎节数与其它性状的连锁，且影响大豆茎节生长速度和节数的关键基因位点尚未被克隆和明确，限制了对大豆进行株型改良的分子选育工作，因此，研究大豆主茎节数的调控基因具有重大意义。

技术实现思路

[0007]基于此，本专利技术的目的之一是提供一种大豆GmPRR1基因在调控大豆主茎节数中的应用。
[0008]实现上述专利技术目的的具体技术方案包括如下：
[0009]大豆GmPRR1基因在调控大豆主茎节数中的应用，所述大豆GmPRR1基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1、SEQ ID NO.2、SEQ ID NO.3、或SEQ ID NO.4所示。
[0010]在其中一些实施例中，所述调控为负调控。
[0011]本专利技术还提供了大豆GmPRR1基因在大豆株型改良遗传育种中的应用。
[0012]本专利技术还提供了一种大豆GmPRR1基因敲除载体，所述基因敲除载体是利用CRISPR
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Cas9编辑技术构建而得，所述大豆GmPRR1基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1、SEQ ID NO.2、SEQ ID NO.3、或SEQ ID NO.4所示。
[0013]本专利技术还提供了上述大豆GmPRR1基因敲除载体在增加大豆主茎节数中、或大豆株型改良遗传育种中的应用。
[0014]本专利技术还提供了上述大豆GmPRR1基因敲除载体在大豆株型改良遗传育种中的应用。
[0015]本专利技术还提供了一种转化有上述大豆GmPRR1基因敲除载体的工程菌。
[0016]本专利技术还提供了上述工程菌在增加大豆主茎节数中、或大豆株型改良遗传育种中的应用。
[0017]本专利技术还提供了一种增加大豆主茎节数的制剂，所述制剂的活性成分包括上述大豆GmPRR1基因敲除载体或上述工程菌。
[0018]本专利技术还提供了一种增加大豆主茎节数的方法，所述方法包括步骤：利用CRISPR
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Cas9编辑技术构建大豆GmPRR1基因敲除载体，使大豆GmPRR1基因的功能丧失；所述大豆GmPRR1基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1、SEQ ID NO.2、SEQ ID NO.3、或SEQ ID NO.4所示。
[0019]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0020]本专利技术首次在大豆中克隆了参与大豆主茎节数调控的大豆GmPRR1基因，通过使大豆GmPRR1基因的功能丧失，相比于野生型植株，大豆GmPRR1基因敲除突变体的主茎节数和株高有了显著增加，而主茎节数的增加，有利于提高大豆的产量。大豆GmPRR1基因的克隆和新功能的发现，为大豆株型改良遗传育种提供了新的基因靶点和资源。
附图说明
[0021]图1为本专利技术实施例1中限制性内切酶消化前的CRISPR载体结构图。
[0022]图2为本专利技术实施例1中构建得到的大豆GmPRR1基因敲除CRISPR载体的结构图。
[0023]图3为本专利技术实施例2中CRISPR基因敲除株系的靶点测序结果，其中，TL为野生型大豆，Gmprr1
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1和Gmprr1
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2为GmPRR1基因敲除突变体。
[0024]图4为本专利技术实施例3中大豆GmPRR1基因敲除突变体的主茎节数和株高表型结果，其中，TL为野生型大豆，Gmprr1
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1和Gmprr1
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2为GmPRR1基因敲除突变体。
[0025]图5为本专利技术实施例3大豆GmPRR1基因敲除突变体的主茎节数统计；其中TL为野生型大豆，Gmprr1
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1和Gmprr1
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2为GmPRR1基因敲除突变体。
[0026]图6为本专利技术实施例3大豆GmPRR1基因敲除突变体的株高统计；其中TL为野生型大豆，Gmprr1
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1和Gmprr1
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2为GmPRR1基因敲除突变体。
具体实施方式
[0027]为了便于理解本专利技术，下面将对本专利技术进行更全面的描述。本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术公开内容的理解更加透彻全面。
[0028]下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，例如Sambrook等人，分子克隆：实验室手册(NewYork:Cold Spring Harbor Laboratory Press,1989)中所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.大豆GmPRR1基因在调控大豆主茎节数中的应用，所述大豆GmPRR1基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1、SEQ ID NO.2、SEQ ID NO.3、或SEQ ID NO.4所示。2.根据权利要求1所述的大豆GmPRR1基因在调控大豆主茎节数的应用，其特征在于，所述调控为负调控。3.大豆GmPRR1基因在大豆株型改良遗传育种中的应用，所述大豆GmPRR1基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1、SEQ ID NO.2、SEQ ID NO.3、或SEQ ID NO.4所示。4.一种大豆GmPRR1基因敲除载体，其特征在于，所述基因敲除载体是利用CRISPR
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Cas9编辑技术构建而得，所述大豆GmPRR1基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1、SEQ ID NO.2、SEQ ID NO.3、或SEQ ID NO.4...

【专利技术属性】
技术研发人员：李聪，王振宇，陈衍行，顾进宝，李阳，
申请(专利权)人：广东省科学院南繁种业研究所，
类型：发明
国别省市：