[發明專利]一種Viviparous1基因及其啟動子表達載體的構建方法和應用

有效

• 申請號: 201110267782.1
• 申請日: 2011-09-09
• 公開（公告）號: CN102321657A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發明（設計）人: 黃濤;廖玉才;李和平;瞿波
• 申請（專利權）人: 華中農業大學
• 主分類號: C12N15/66
• 分類號: C12N15/66;C12N15/82;A01H4/00;A01H5/00
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所 42001
• 代理人: 王敏鋒

技術領域

本發明屬于轉基因技術培育小麥品種技術領域，更具體涉及一種Viviparous?1(Vp1，以下簡稱Vp1)基因及其啟動子的表達載體構建方法，同時還涉及一種Viviparous?1基因及其啟動子在小麥穗發芽抗性育種中的應用，包括轉Vp1基因獲得抗穗發芽小麥新材料，Vp1基因啟動子在小麥種子中特異表達的應用，Vp1基因抗穗發芽的功能驗證，及以轉基因抗穗發芽為親本的小麥品種培育。?

背景技術

小麥穗發芽(preharvest?sprouting，PHS)是指在收割前籽粒就在麥穗上萌發的現象。穗發芽消耗了貯藏營養，籽粒重量減輕，導致減產。更嚴重的是穗發芽造成小麥品質下降，穗發芽種子生產的面粉，由于淀粉降解，制作的面條容易斷裂，面包體積小，失去商用價值。同時，穗發芽引起種子活力下降，導致幼苗生長不良，影響來年的產量，因此穗發芽的小麥也失去了留種的價值(Groos?C.，Gay?G.，Perretant?M.R.et?al.Study?of?the?relationship?between?pre-harvest?sprouting?and?grain?color?by?quantitative?trait?loci?analysis?in?a?white×red?grainbread-wheat?cross.TheorAppl?Genet，2002，104：39-47)。這些都會給小麥生產者帶來嚴重損失。?

穗發芽是一個世界性的災害，在美國、加拿大、澳大利亞、新西蘭、南非、日本、法國等主要小麥生產國都曾發生。在我國，83％的小麥生產區都有不同程度的發生。在小麥收獲前，遇到冷濕天氣，一些敏感的品種就易發生穗發芽。長江流域在小麥收獲前常遇陰雨天氣，穗發芽現象時常發生，是我國穗發芽危害最嚴重的地區之一(Xiao?S.H.，Zhang?X.Y.&Yan?C.S.et?al.Germplasm?improvement?for?preharvest?sprouting?resistance?in?Chinese?white-grained?wheat：An?overview?of?the?current?strategy.Euphytica，2002，126：35-38)。受全球氣候變化影響，我國北方近年也多次遭受穗發芽的危害，僅1992年陜西關中地區小麥穗發芽減產4億公斤，直接經濟損失達2.6億元。在我國現有栽培品種中，具有較高穗發芽抗性的不到5％(黃濤，李和平，張兆順等.小麥穗發芽抗性與選擇效應研究.華中農業大學學報，2007，26(1)：11-14)。可見穗發芽嚴重威脅著我國的小麥生產安全，尋找抗穗發芽的種質資源，培育抗性小麥品種，是解決這一問題的根本途徑。?

穗發芽抗性與種子休眠相關，受多基因調控，并受潮濕和低溫環境的誘導。在分子水平上，標記了與種子休眠和穗發芽抗性相關的QTL位點達數十個。幾乎每條同源染色體上都有與穗發芽抗性相關的QTL位點。通過對小麥基因組間的比較，以及不同谷物的遺傳圖譜的比較，發現種子休眠和穗發芽抗性QTL位點所處的染色體區段具有很高的同源性，其中Vp1(Viviparous?1)基因與穗發芽有密切關系(Li，C.，Ni，P.，Francki，M.，Hunter，A.，Zhang，Y.，Schibeci，D.，Li，H.，Tarr，A.，Wang，J.，Cakir，M.，Yu，J.，Bellgard，M.，Lance，R.，Appels，R.，2004.Genes?controlling?seed?dormancy?and?pre-harvest?sprouting?in?a?rice-wheat-barley?comparison.Funct?Integr?Genomics?4，84-93；Gale，M.D.，Flintham，J.E.，Devos，K.M.，2002.Cereal??comparative?genetics?and?preharvest?sprouting.Euphytica?126，21-25)。?