[發明專利]通過過表達JcARF19基因來提高小桐子果實產量的方法

有效

• 申請號: 201610685152.9
• 申請日: 2016-08-18
• 公開（公告）號: CN107760708B
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發明（設計）人: 葉健;孫艷偉
• 申請（專利權）人: 中國科學院微生物研究所
• 主分類號: C12N15/82
• 分類號: C12N15/82;C12N15/29;C07K14/415;A01H5/00;A01H4/00;A01H6/38
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 陳曉娜

本發明公開了一種通過遺傳改良的方法提高小桐子果實產量的方法，包括如下步驟：(1)構建表達小桐子ARF19基因的農桿菌轉化載體，(2)利用步驟(1)構建的農桿菌轉化載體轉化農桿菌菌株，然后再用篩選得到的重組農桿菌菌株轉化小桐子的外植體，并再生小桐子的幼苗，篩選并培育穩定過表達ARF19基因的小桐子幼苗，得到具有提高的小桐子果實產量的小桐子植株。轉基因小桐子的JcARF19基因的表達水平提高，表現出早花，多分枝，增大種子和增加種子數目等性狀。除了小桐子，JcARF19的異源植物表達也可以實現單株種子產量的增加。采用本發明方法，可將小桐子單株產量提高到3～5倍。

技術領域

本發明涉及一種對生長樹木基因的表達水平進行調控的方法，具體地涉及一種通過提高作物JcARF19基因積累水平來提高小桐子或其它作物果實產量的方法。

背景技術

小桐子(Jatropha curcas)是當今國際能源界公認和首選的可再生能源植物，因為其種仁中的高含油量，并且所壓榨出的油料經簡易處理即為高品質的生物柴油，例如航空燃油，并且可廣泛應用于各類動力機械和內燃機車。三噸小桐子種子就可生產一噸生物柴油，是國際市場上極具競爭力和戰略開發意義的生物新能源品種。

在我國西南數省區(云、貴、川、兩廣和海南)，小桐子開墾種植無論是原始天然林還是人工種植林，都已經頗具規模，僅中石油在四川涼山州就達百萬畝。而由于“產業超前，研發滯后”的現象，作為商業化、規?；纳锬茉丛仙a林，其畝產量太低，每畝不超過100公斤，已嚴重制約我國生物能源產業的健康發展。主要原因歸結為生產上缺乏優良品種和高產栽培技術措施?，F有小桐子全屬實生苗林，離商業上的高收益水平差距還很大。大規模提高小桐子的產量，是亟待解決的產業瓶頸問題。從長遠看，必須培育高產、高油和抗逆的優良品種。因此研究出能有效提高小桐子產量的方法，就顯得尤為重要。

現有技術中公開了一些提高小桐子果實產量的方法，例如利用乙烯利、赤霉素分別或復配成各種組分劑量的水劑，霧化噴施于小桐子的花序和花蕾頂部，使之花芽向更多雌性花和兩性花方向轉化，或使之花蕾增多提升坐果率。但實踐中在成片小桐子林大規模應用這些方法時，其效果并不理想。小桐子樹型較高(3X9X15m)，點對點花蕾噴施藥劑困難且費工費時成本太高，而且小桐子是一年多個花期多次掛果的常年花果同樹植物，需重復施藥，操作難度太大，人工成本高，同時用藥還受氣候和環境的限制太多，因此實際上尚沒有一種具有應用價值可顯著提高小桐子果實產量的方法。所以獲得高產品種是最關鍵的研究目標。

發明內容

在本領域中，對于培育具有提高的小桐子果實產量的小桐子植株的方法存在需求。

為了克服上述現有技術存在的問題，本發明提供了一種通過遺傳改良來提高小桐子種子大小調控基因的表達水平的辦法來提高產量的方法。

本發明的技術思路是：對于小桐子的種子發育而言，胚乳細胞的大小和數目多少是決定種子大小的關鍵。本發明人在長期研究中發現胚乳細胞的發育過程是由若干個基因控制的，是各種植物內源激素在時間、空間上的相互作用產生的綜合結果，這種綜合結果受遺傳因素影響并控制。本發明人有效把握住關鍵的控制種子大小的遺傳決定因子，對小桐子植株的內源激素的感應能力進行調控，獲得的轉基因植物胚乳中，有效的增加了細胞大小和細胞數目，并且植物的株型也發生了改變，具有更強的分支能力和縮短了開花時間。

本發明采用的技術方案是：獲得過表達JcARF19的轉基因植物，包括如下步驟：

(1)構建表達小桐子ARF19(JcARF19)基因的農桿菌轉化載體，

(2)利用步驟(1)構建的農桿菌轉化載體轉化農桿菌菌株，然后再用篩選得到的重組農桿菌菌株轉化小桐子的外植體并再生小桐子的幼苗。

具體地，本發明提供一種培育具有提高的小桐子果實產量的小桐子植株的方法，所述方法包括下述步驟：