[發明專利]大豆磷酸酶GmWIN2及其編碼基因在調控植物種子產量中的應用

有效

• 申請號: 201610040682.8
• 申請日: 2016-01-21
• 公開（公告）號: CN106987569B
• 公開（公告）日: 2019-11-26
• 發明（設計）人: 張勁松;陳受宜;陸翔;馬彪;張萬科;林晴;何鍶潔
• 申請（專利權）人: 中國科學院遺傳與發育生物學研究所
• 主分類號: C12N9/16
• 分類號: C12N9/16;C12N15/55;C12N15/82;A01H5/10;A01H6/20
• 代理公司: 11245 北京紀凱知識產權代理有限公司
• 代理人: 關暢;張立娜<國際申請>=<國際公布>=

本發明公開了一種大豆磷酸酶GmWIN2及其編碼基因在調控植物種子產量中的應用。本發明所提供的應用具體為由序列表中序列2所示的氨基酸序列組成的蛋白質(即GmWIN2)在如下a1)或a2)中的應用：a1)提高植物的種子產量；a2)選育種子產量提高的植物品種。本發明的實驗證明，大豆蛋白GmWIN2及其編碼基因與植物種子重量相關，過表達后提高植物種子產量，該基因對提高作物產量、特別是對于提高大豆等植物種子的千粒重/百粒重，培育高產品種具有重要的理論和現實意義。

技術領域

本發明屬于分子生物學領域，涉及一種大豆磷酸酶GmWIN2及其編碼基因在調控植物種子產量中的應用。

背景技術

大豆是重要傳統作物，蘊含豐富營養價值，是提供糧油和飼料的重要經濟作物，在工業生產中大豆油也有很多用途，例如生物燃料，表面活性劑，軟化劑等。中國曾是世界最大的大豆生產國，然而，近年來，我國大豆生產只占需求的三分之一，致使中國成為全球最大的大豆進口國，進口總額為全球大豆總出口量的一半。大豆生產遠遠落后于國內其他糧食作物發展的步伐，不能滿足國民需要。近50年來，大豆生產僅增長了62％，而其他糧食作物已增長了5倍以上。因此提高大豆單產已成為目前亟待解決的問題。

種子的重量(粒重)是作物生產中的一個重要指標，是影響作物產量的重要農藝性狀之一。植物可以通過增加種子粒重來達到增產的目的。

千粒重是以克表示的一千粒種子的重量，它是體現種子大小與飽滿程度的一項指標，是檢驗種子質量和作物考種的內容，也是田間預測產量時的重要依據。一般測定小粒種子千粒重時是隨機數出三個一千粒種子，分別稱重，求其平均值。大粒種子可取三個一百粒分別稱重，取其平均值，稱百粒重。一般認為，種子粒重是數量性狀，由多個基因決定。

大豆產量由株型、結莢率、莢粒數、種子百粒重等因素組成,其中粒重是遺傳力最高的因素。粒重對產量的影響不限于豆科植物，其它單雙子葉植物也是產量潛力的重要因素，因此成為作物品種選育過程中要考慮的重要選擇性狀。已有的研究表明，種子粒重受栽培環境和遺傳的影響。在正常的栽培條件下，遺傳，也即相關基因起重要作用。因此與千粒重相關的分子機制的研究成為熱點。在水稻、小麥、玉米、谷子、大豆等作物中，應用重組自交系群體，在基因組上已經定位和精細定位了與種子重量相關的QTL位點，包括主效基因位點。近年來，國內外報道了一些對大豆百粒重的QTL的定位。SoyBase數據庫公布已經定位了近100個QTL位點(http://www.soybase.org/)。

大豆起源于我國。種子重量和形狀是野生大豆進化栽培大豆的過程中，受到馴化的主要形狀之一。野生大豆的百粒重范圍為0.76–6.0克，主要的優勢型為1.0-2.0克，而栽培大豆的百粒重一般為15-22克，呈顯著差異。已有的研究表明，大豆種子大小和形狀是穩定遺傳且相互獨立的性狀。大豆種子大小和形狀與百粒重相關，然而，對于產量相關的種子性狀描述，還是以種子粒重，百粒重/千粒重，最為貼切。

近年來，在水稻和其它作物中克隆了一些與粒重相關的基因。本專利申請人在研究水稻乙烯突變體過程中發現轉錄因子OsElL1參與千粒重調控，其失活突變體eil1千粒重明顯低于對照，而其過表達植株的千粒重明顯大于對照。但是大豆中與種子粒重相關基因的研究尚顯滯后。

發明內容

本發明的目的是提供一種大豆磷酸酶GmWIN2及其編碼基因調控植物種子產量中的應用。

本發明所提供的應用，具體為如下A或B或C：

A.蛋白質在如下a1)或a2)中的應用：

a1)提高植物的種子產量；

a2)選育種子產量提高的植物品種；

所述蛋白質為如下(1)或(2)：

(1)由序列表中序列2所示的氨基酸序列組成的蛋白質(即GmWIN2蛋白)；