[發明專利]一種球根花卉休眠解除相關基因及其應用

有效

• 申請號: 202010056240.9
• 申請日: 2020-01-18
• 公開（公告）號: CN111187776B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 王艷平;產祝龍;趙慧敏
• 申請（專利權）人: 華中農業大學
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C12N15/113;C12N15/82;A01H5/10;A01H6/20;A01H6/56
• 代理公司: 武漢泰山北斗專利代理事務所(特殊普通合伙) 42250
• 代理人: 程千慧

本發明屬于植物基因工程技術領域，具體涉及一種球根花卉休眠解除的相關基因及其應用，所述基因為DRR1基因，DRR1基因的核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示。本發明還涉及DRR1基因的啟動子的克隆。通過農桿菌介導的穩定轉化擬南芥植株的表型分析，結果表明該基因具有替代低溫打破植物休眠、調控種子萌發和花芽生長的顯著功能。DRR1基因的發現，為百合科球根花卉培育無需低溫處理或低溫需求量少的新品種提供了新的基因資源；同時為觀賞園藝提供新的遺傳資源，該基因的利用大大縮短了球根花卉的生長周期，降低了種球采后處理和促成栽培的經濟成本。

技術領域

本發明涉及植物基因工程技術領域，具體涉及一種球根花卉休眠解除的相關基因及其應用。

背景技術

郁金香等球根花卉是重要的秋植球根花卉，在國際花卉貿易中具有重要地位。在世界范圍內，郁金香的生產和消費一直處于高速發展的態勢。2017 年我國共進口郁金香種球約3.5億粒，而國產的郁金香種球不足500萬粒。同時由于采后處理技術不過關，導致國產郁金香種球盲花或花期不一致，觀賞效果較差，進一步限制了國產種球的應用空間。在種球采后處理階段，溫度是影響郁金香種球花芽分化的關鍵因素。郁金香種球采收后，由于環境溫度的變化誘導其頂端分生組織由營養生長轉變為生殖生長(即成花誘導)繼而完成花器官的發育及休眠誘導。花芽分化完成之后進入休眠階段，定植前需要一定時間段的低溫處理才能打破花芽休眠啟動開花和花莖生長。不同郁金香品種對低溫的需求量有顯著差異，大部分品種需要12星期以上的低溫處理(5～9℃)才能正常開花。如果低溫處理不夠，會導致郁金香盲花率較高或者花莖生長受到顯著抑制。低溫處理過程中人力和物力的耗費增加了郁金香產業推廣的成本，同時也延長了郁金香的生長周期。除此之外，低溫處理也是郁金香種子萌發的前提條件，郁金香種子萌發和早期幼苗生長的最適溫度為5～10℃，高溫會大大抑制種子的萌發，并延緩幼苗生長。目前關于郁金香花芽和種子如何響應低溫，并介導品種間低溫需求量差異的分子機理卻知之甚少。因此，對郁金香調控低溫響應和花芽休眠解除相關的關鍵基因進行探究，并解析其在介導低溫響應和休眠解除中的分子機理，相關研究的開展和基因資源的獲得為百合科球根花卉培育無需低溫處理或低溫需求量少的新品種提供了新的基因資源，同時為觀賞園藝提供新的遺傳資源，該資源的利用大大縮短了球根花卉的生長周期，降低了種球采后處理和促成栽培的經濟成本，在球根花卉的育種、栽培和采后處理領域具有重要的應用價值。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，本發明的目的是提供一種球根花卉休眠解除的相關基因及其應用。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：

一種球根花卉休眠解除的相關基因，即Dormancy-Release-Related 1(DRR1) 基因，所述基因的序列為SEQ ID NO：1。

進一步的，球根花卉休眠解除的相關基因對應的蛋白質序列為SEQ ID NO：2。

進一步的，所述球根花卉休眠解除的相關基因的特異性啟動子的核苷酸序列為SEQ ID NO.3。

進一步的，所述的球根花卉為百合科郁金香屬作物郁金香或百合屬作物百合等需要低溫解除休眠的球根花卉。

進一步的，所述球根花卉休眠解除的相關基因在球根花卉作物育種中的應用。以上所述的應用中，優選的，所述的植物包括擬南芥、郁金香和百合。

本發明的有益效果為：本發明首次提出了郁金香等球根花卉休眠解除關鍵基因，該基因作為控制郁金香等球根花卉種子和花芽休眠解除的正向調控因子，該基因的功能解析為了解百合科球根花卉如何響應低溫、解除休眠的分子機制提供了關鍵證據。該基因的發現，為百合科球根花卉遺傳改良和新品種培育提供新的基因資源，相關新品種的培育和推廣將大大縮短球根花卉的生長周期、降低采后生產成本，具有重要的理論意義和應用潛力。