一种调控植物穗粒数的蛋白AcSWI3B及其编码基因与应用制造技术

本发明专利技术涉及植物遗传育种技术领域，具体涉及一种调控植物穗粒数的蛋白AcSWI3B及其编码基因与应用。本发明专利技术提供的AcSWI3B蛋白及其编码基因具有提高植物的小穗粒数和穗粒数的功能，将AcSWI3B基因导入小麦得到的转基因小麦，其小穗粒数和穗粒数较对照品种显著增加。AcSWI3B蛋白及其编码基因为培育多小穗粒数、穗粒数小麦品种提供了新的基因资源，对于提高小麦产量具有重要意义。本发明专利技术提供的AcSWI3B基因特异分子标记具有特异性强、稳定性强、重复性好等优点，可应用于小麦

【技术实现步骤摘要】
一种调控植物穗粒数的蛋白AcSWI3B及其编码基因与应用


[0001]本专利技术涉及植物遗传育种
，具体涉及一种调控植物穗粒数的蛋白AcSWI3B及其编码基因与应用。

技术介绍

[0002]小麦(Triticum aestivum L.)是世界上最重要的粮食作物之一，近年来，随着人口数量的增加和可使用耕地面积的减少，小麦产量提升面临着巨大的挑战。加之全球气候变化，极端天气频发，小麦全生育期面临着各种生物和非生物胁迫。因此，提高小麦适应性、确保小麦高产稳产显得尤为重要。小麦的单位面积产量由单位面积穗数、每穗粒数和千粒重三因素构成。在这些构成因素中，增加每穗粒数对于提高产量是重要而且可靠的方式。穗粒数是一个复杂性状，取决于每穗小穗数、每小穗分化小花数、退化小花数和小花结实率。研究表明，增加每小穗粒数是增加小麦穗粒数的一个重要途径。小穗粒数和穗粒数由遗传和环境共同决定。近年来，小穗粒数和穗粒数的调控机制逐渐成为分子生物学家和育种家关注和研究的热点，但由于小麦基因组庞大，重复序列多，遗传背景复杂，小麦小穗粒数和穗粒数相关基因及调控机制的研究报道仍较少。因此，开发能够提高小麦小穗粒数和穗粒数的基因对小麦高产分子育种具有重要意义。
[0003]小麦野生近缘种基因资源丰富，在小麦改良的过程中通过远缘杂交已成功将一些外源的优异基因导入小麦，极大促进了小麦的遗传改良。冰草(Agropyron cristatum)(PPPP，2n＝4x＝28)是小麦野生近缘种，具有多花多粒、多分蘖、抗病、抗逆性极强的特性，是小麦改良的重要供体种。通过小麦
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冰草远缘杂交创制了小麦
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冰草附加系、易位系、缺失系和渗入系等种质材料，并明确了各条P染色体携带的优异基因。这些种质材料已作为育种亲本材料或桥梁材料应用于小麦育种，为小麦农艺性状改良如产量、品质、耐逆性、成熟期等，提供了重要的基因源。因此，发掘冰草中高效优异基因并将其应用于小麦分子育种中，是改良小麦农艺性状的重要策略。同时，针对这些基因开发其特异分子标记并应用于小麦分子标记辅助选择育种中，对小麦
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冰草渗入系材料在小麦育种中的高效利用具有重要意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种调控植物穗粒数的蛋白AcSWI3B及其编码基因与应用。
[0005]本专利技术从冰草转录组中筛选得到一个SWI/SNF染色质重塑复合体组分AcSWI3B基因，通过构建该基因的过表达载体，并利用农杆菌介导法转化小麦，获得了过表达AcSWI3B基因的转基因小麦植株。经试验验证发现，在正常生长条件下过表达AcSWI3B的转基因小麦较对照小穗数降低，小穗粒数增加，最终穗粒数增加。此外，本专利技术还开发了冰草AcSWI3B基因的特异分子标记，可应用于小麦
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冰草渗入系材料中AcSWI3B基因的检测，并进行AcSWI3B基因与多小穗粒数、多穗粒数性状的关联分析，为AcSWI3B基因和优异渗入系材料在小麦育种中的精准应用提供工具。
[0006]具体地，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种蛋白质，所述蛋白质为以下(1)
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(3)中的任意一种：
[0008](1)具有如SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列；
[0009](2)具有在如SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列的N端和/或C端连接标签序列得到的氨基酸序列；
[0010](3)具有与如SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列至少75％的同源性的氨基酸序列且与(1)具有同等活性。
[0011]上述(1)中所述的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示的蛋白来源于禾本科冰草属(Agropyron cristatum)，名称为AcSWI3B，由489个氨基酸残基组成。
[0012]上述(2)中所述的蛋白为氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示的蛋白与蛋白标签连接得到的融合蛋白。该融合蛋白更便于纯化。
[0013]可选择的蛋白标签包括但不限于表1中所示的标签。
[0014]表1标签的序列
[0015]标签残基序列Poly
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Arg5
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6(通常为5个)RRRRRPoly
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His2
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10(通常为6个)HHHHHHFLAG8DYKDDDDKStrep
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tag II8WSHPQFEKc
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myc10EQKLISEEDL
[0016]上述(3)中所述的同源性优选为至少80％，更优选为至少85％，更优选为至少90％，更优选为至少95％，更优选为至少98％。这些同源蛋白优选来源于禾本科冰草属(Agropyron cristatum)。
[0017]以上(1)
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(3)中所述的蛋白质可以通过人工合成获得，也可以先合成其编码基因，再进行生物表达得到。
[0018]第二方面，本专利技术提供与以上第一方面所述的蛋白质相关的生物材料，所述生物材料为以下A1)至A12)中的任意一种：
[0019]A1)编码上述第一方面所述蛋白质的核酸分子；
[0020]A2)含有A1)所述核酸分子的表达盒；
[0021]A3)含有A1)所述核酸分子的重组载体；
[0022]A4)含有A2)所述表达盒的重组载体；
[0023]A5)含有A1)所述核酸分子的重组微生物；
[0024]A6)含有A2)所述表达盒的重组微生物；
[0025]A7)含有A3)所述重组载体的重组微生物；
[0026]A8)含有A4)所述重组载体的重组微生物；
[0027]A9)含有A1)所述核酸分子的转基因植物细胞系；
[0028]A10)含有A2)所述表达盒的转基因植物细胞系；
[0029]A11)含有A3)所述重组载体的转基因植物细胞系；
[0030]A12)含有A4)所述重组载体的转基因植物细胞系。
[0031]上述A1)所述核酸分子可以是DNA，如cDNA、基因组DNA或重组DNA；所述核酸分子也
可以是RNA，如mRNA或hnRNA等。
[0032]优选地，所述核酸分子为以下(1)
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(3)中的任一种：
[0033](1)序列如SEQ ID NO.1所示的cDNA分子或编码序列如SEQ ID NO.1所示的cDNA分子的基因组DNA分子；
[0034](2)与(1)所述cDNA分子或基因组DNA分子的核苷酸序列具有至少75％同源性，且编码上述第一方面所述的蛋白质的cDNA分子或基因组DNA分子；
[0035](3)在严格条件下与(1)或(2)所述cDNA分子或基因组DNA分子的核苷酸序列杂交，且编码上述第一方面所述的蛋白质的cDNA分子或基因组DNA分子。
[0036]SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列由1470个核苷酸组成，编本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.蛋白质，其特征在于，所述蛋白质为以下(1)
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(3)中的任意一种：(1)具有如SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列；(2)具有在如SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列的N端和/或C端连接标签序列得到的氨基酸序列；(3)具有与如SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列至少75％的同源性的氨基酸序列且与(1)具有同等活性。2.与权利要求1所述的蛋白质相关的生物材料，其特征在于，所述生物材料为以下A1)至A12)中的任意一种：A1)编码权利要求1所述的蛋白质的核酸分子；A2)含有A1)所述核酸分子的表达盒；A3)含有A1)所述核酸分子的重组载体；A4)含有A2)所述表达盒的重组载体；A5)含有A1)所述核酸分子的重组微生物；A6)含有A2)所述表达盒的重组微生物；A7)含有A3)所述重组载体的重组微生物；A8)含有A4)所述重组载体的重组微生物；A9)含有A1)所述核酸分子的转基因植物细胞系；A10)含有A2)所述表达盒的转基因植物细胞系；A11)含有A3)所述重组载体的转基因植物细胞系；A12)含有A4)所述重组载体的转基因植物细胞系。3.根据权利要求2所述的生物材料，其特征在于，所述核酸分子为以下(1)
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(3)中的任一种：(1)序列如SEQ ID NO.1所示的cDNA分子或编码序列如SEQ ID NO.1所示的cDNA分子的基因组DNA分子；(2)与(1)所述cDNA分子或基因组DNA分子的核苷酸序列具有至少75％同源性，且编码权利要求1所述的蛋白质的cDNA分子或基因组DNA分子；(3)在严格条件下与(1)或(2)所述cDNA分子或基因组DNA分子的核苷酸序列杂交，且编码权利要求1所述的蛋白质的cDNA分子或基因组DNA分子。4.权...

【专利技术属性】
技术研发人员：李立会，杨雯晶，韩海明，周升辉，张锦鹏，鲁玉清，刘伟华，杨欣明，李秀全，
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：