[發明專利]擬南芥糖基轉移酶UGT84A2在調節植物開花時間中的應用

有效

• 申請號: 201710703070.7
• 申請日: 2017-08-16
• 公開（公告）號: CN107384953B
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發明（設計）人: 張桂芝
• 申請（專利權）人: 臨沂大學
• 主分類號: C12N15/82
• 分類號: C12N15/82;A01H5/00;C12N9/10;C12N15/54;A01H6/20
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 王志坤

本發明公開了擬南芥糖基轉移酶UGT84A2在調節植物開花時間中的應用。本發明通過擬南芥的糖基轉移酶UGT84A2過表達，調節植物生長發育，產生開花延遲、開花時蓮座葉數增加和/營養生長階段的葉柄變長的農藝性狀。開花時間是作物生產中的重要農藝性狀，本發明實施后將為農業生產帶來重大經濟效益。

技術領域

本發明屬于植物生長發育調控和農作物遺傳改良技術領域，具體涉及一種糖基轉移酶調控植物生長發育的應用，尤其涉及一種擬南芥糖基轉移酶UGT84A2在調節植物開花時間中的應用。

背景技術

花發育是高等植物從營養生長向生殖生長轉換、實現世代交替的關鍵環節。植物開花是一個綜合發育過程，包括開花誘導、信號傳遞、屬性決定、器官發生，涉及不同發育方式的轉換。高等植物的開花誘導過程受自身遺傳因子和外界環境因素兩方面決定，是開花基因在時間和空間上順序表達的結果。植物接受環境因子(如光周期、溫度、水分、營養等)的誘導和自身發育的調節，植物葉片產生成花物質或信號，成花物質或信號通過輸導組織被運輸到莖尖，經過一系列信號轉導過程，啟動成花決定過程中的控制基因，在復雜的基因互作網絡調控下，營養型的頂端分生組織屬性逐漸改變，成為花序分生組織，隨后在花序分生組織側翼形成花分生組織，進而導致花器官發生。

開花時間調節被廣泛應用在科研和農業生產中，目前，利用模式植物擬南芥做了大量遺傳學研究，鑒定出了一些參與調控植物開花的重要基因，其中關鍵基因包括CONSTANS(CO)，FLOWERING LOCUS C(FLC)，FLOWERING LOCUS T(FT)，SUPPRESSOR OFOVEREXPRESSION OF CONSTANS(SOC1)以及LEAFY(LFY)等(Michaels and Amasino，1999；Lee et al.，2000；Samach et al.，2000)，并確定存在至少4條調控開花的信號途徑，即光周期途徑、春化途徑、自主途徑、赤霉素途徑。由于開花誘導過程是一個復雜的網絡狀信號傳導途徑，是多個基因共同作用的結果，不是由某個單一基因所能控制的，而目前的研究僅限于主干途徑中的幾個關鍵基因對開花誘導的影響，整個信號傳導通路并不明朗。

植物體內有一類酶，被稱為糖基轉移酶，它們專門負責植物體眾多化合物的糖基化修飾，即催化某些化合物形成相應的糖酯(或糖苷)。糖基化是一種普遍的生理現象，是植物細胞維持代謝平衡的主要機制之一，在維持植物正常生長發育、應對環境壓力等方面具有重要的作用(Lim et al,2004；王軍等，2009)。到目前為止，生物界存在的糖基轉移酶按照催化的底物性質和序列相關性可以分為97個家族。

針對開花時間調節，目前已經從擬南芥發現了一個糖基轉移酶，即UGT87A2(Wanget al.2012)，該基因突變導致擬南芥晚花。然而，目前尚未發現其他的擬南芥糖基轉移酶在調控開花時間中的作用。

發明內容

目前，國際上對于植物開花與分子糖基化修飾之間的關系研究非常缺乏，針對這一現狀，本發明從糖基化修飾的角度研究植物開花誘導過程，以便指導科研及農業生產。針對現有技術存在的問題，本發明的目的之一是提供一種擬南芥糖基轉移酶蛋白UGT84A2在調控植物生長發育中的應用。

本發明的目的之二是提供一種擬南芥糖基轉移酶UGT84A2的編碼基因在調控植物生長發育中的應用。

調控植物生長發育包括調控植物的開花起始時間、開花時蓮座葉數和/營養生長階段的葉柄長度。

本發明的目的之三在于提供選育植物品種的方法，包括將擬南芥糖基轉移酶UGT84A2表達量較高的植株作為親本進行雜交的步驟，選育的植物品種具有如下農藝性狀：開花起始時間延遲、開花時蓮座葉數增加和/營養生長階段的葉柄變長。

本發明的目的還包括提供一種培育轉基因植物的方法，包括向受體植物中導入擬南芥糖基轉移酶UGT84A2的編碼基因得到轉基因植物的步驟，篩選的轉基因植物品種具有如下農藝性狀：開花起始時間延遲、開花時蓮座葉數增加和/營養生長階段的葉柄變長。