[發明專利]小麥TaMADS6基因在調控植物穗和籽粒發育以及開花時間中的應用

在審

• 申請號: 201911192165.2
• 申請日: 2019-11-28
• 公開（公告）號: CN110804623A
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發明（設計）人: 李愛麗;孔星辰;陶姝;鄧中印;耿帥鋒;毛龍
• 申請（專利權）人: 中國農業科學院作物科學研究所
• 主分類號: C12N15/82
• 分類號: C12N15/82;C07K14/415;C12N15/29;C12N15/11;A01H5/00;A01H6/46
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 商秀玲

本發明涉及植物分子生物學技術領域，具體涉及小麥TaMADS6基因在調控植物穗和籽粒發育以及開花時間中的應用。本發明發現TaMADS6蛋白具有調控植物開花、穗和籽粒發育的功能，提高植物中TaMADS6蛋白的表達量，植物的小穗數、小穗軸數、穗籽粒數顯著提高，開花時間明顯延遲。TaMADS6具有較高的應用價值，可應用于小麥遺傳育種和種質資源改良，為培育高產植物提供了基因資源和新思路，對農業生產具有重要意義。

技術領域

本發明涉及植物分子生物學技術領域，具體涉及小麥TaMADS6基因在調控植物穗和籽粒發育以及開花時間中的應用。

背景技術

小麥作為一種重要的糧食作物，全世界約有40％的人以小麥為主要糧食。同時小麥作為三大谷物之一，產量幾乎全做食用，是世界上總產量僅次于玉米的糧食作物。隨著消費水平的提高，對小麥的產量和品質也提出了更高的要求。小麥產量構成的三要素為單位面積穗數、穗粒數和粒重，三者關系的相互協調，在提高小麥產量方面具有重要的意義。其中，穗粒數取決于小穗數和小花的發育，因此對小麥穗早期的發育的研究具有重要的意義。

MADS-box基因家族是在進化上十分保守，在植物生長發育過程中起重要作用的一類基因。植物MADS-box家族主要包括I型和II型兩種類型，其中，I型MADS-box蛋白根據MADS-box功能域的保守關系又可以分為Mα、Mβ和Mγ三類。目前為止，I型MADS-box基因的研究相對較少，它們的功能主要集中在雌配子體、胚和胚乳的發育。目前研究最多的是II型MADS-box蛋白，II型MADS-box蛋白又可以分為MIKCC型和MIKC*型。II型MADS-box基因有四個功能域：MADS(M)結構域、Intervening(I)結構域、Coiled-coil Keratin-like(K)結構域和C-terminus(C)結構域。其中，M結構域最保守，具有結合CArG-box并調控下游基因的作用。I結構域保守性較弱，能促進蛋白二聚體的形成和蛋白二聚體與DNA的結合。K結構域的保守性僅次于M結構域，蛋白間的互作主要通過K結構域，K結構域又可分為K1、K2和K3結構域，其中K3結構域是最重要的。C結構域保守性最弱，是MADS-box基因的轉錄激活區域。然而，目前為止，TaMADS6在小麥中的功能研究和生產應用研究卻少有報道。

發明內容

為解決現有技術中存在的技術問題，本發明的目的在于提供小麥TaMADS6基因在調控植物穗和籽粒發育以及開花時間中的應用。

本發明發現小麥TaMADS6(氨基酸序列分別如SEQ ID NO.1-3所示，CDS序列分別如SEQ ID NO.4-6所示)與植物的花、穗和籽粒的發育相關，提高植物中TaMADS6的表達量，能夠延遲小麥的開花時間，顯著提高小麥的小穗數和籽粒數。

具體地，本發明的技術方案如下：

第一方面，本發明提供TaMADS6蛋白或其編碼基因或含有TaMADS6蛋白的編碼基因的生物材料在調控植物穗發育中的應用。

第二方面，本發明提供TaMADS6蛋白或其編碼基因或含有TaMADS6蛋白的編碼基因的生物材料在調控植物籽粒發育中的應用。

第三方面，本發明提供TaMADS6蛋白或其編碼基因或含有TaMADS6蛋白的編碼基因的生物材料在調控植物開花時間中的應用。

第四方面，本發明提供TaMADS6蛋白或其編碼基因或含有TaMADS6蛋白的編碼基因的生物材料在植物遺傳育種中的應用。

第五方面，本發明提供TaMADS6蛋白或其編碼基因或含有TaMADS6蛋白的編碼基因的生物材料在植物種質資源改良中的應用

具體地，上述應用中，通過提高所述植物中TaMADS6蛋白的表達量和/或活性，提高植物的小穗數、小穗軸數或穗粒數，或者延遲植物的開花時間。

本發明中，所述TaMADS6蛋白具有如下任一種氨基酸序列：