[發(fā)明專利]油菜BnaA09WRKY6基因在促進(jìn)十字花科植物抽薹和開花中的應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011609796.2
• 申請(qǐng)日: 2020-12-30
• 公開（公告）號(hào): CN112877337B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 甘銀波;李雪平;宋歌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): C12N15/29
• 分類號(hào): C12N15/29;C12N15/84;A01H5/02;A01H6/20
• 代理公司: 杭州天勤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224
• 代理人: 沈金龍

本發(fā)明公開了一種油菜BnaA09WRKY6基因在促進(jìn)十字花科植物開花進(jìn)程中的應(yīng)用，在擬南芥等十字花科植物中表達(dá)外源基因油菜BnaA09WRKY6，能夠促進(jìn)擬南芥wrky6突變體抽薹開花。本發(fā)明通過克隆油菜BnaA09WRKY6基因，并在擬南芥中進(jìn)行遺傳轉(zhuǎn)化，過量表達(dá)外源油菜BnaA09WRKY6基因，能夠顯著促進(jìn)擬南芥wrky6突變體抽薹開花。借助基因工程技術(shù)使油菜BnaA09WRKY6基因在受體中超表達(dá)，促進(jìn)開花進(jìn)程，有助于高產(chǎn)研究。基于模式植物擬南芥與其他十字花科植物的密切關(guān)系，本發(fā)明在擬南芥、甘藍(lán)型油菜的開花進(jìn)程中得到很好應(yīng)用，證明本發(fā)明的油菜BnaA09WRKY6基因也可以應(yīng)用到其他十字花科植物中促進(jìn)開花。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及油菜BnaA09WRKY6基因在促進(jìn)十字花科植物抽薹和開花過程中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

油菜是我國主要的油料作物之一，開花是植物由營養(yǎng)生長轉(zhuǎn)向生殖生長的一個(gè)重要節(jié)點(diǎn)，受遺傳因素、環(huán)境因素的共同調(diào)控。開花時(shí)間在很大程度上決定成熟時(shí)間和產(chǎn)量高低。因此，挖掘和研究調(diào)控甘藍(lán)型油菜開花的相關(guān)基因，對(duì)選育油菜新品種提高油菜生產(chǎn)水平具有重要意義。

擬南芥和油菜同屬十字花科植物，油菜基因組和擬南芥基因組的大量片段具有廣泛的同線性和共線性。擬南芥中大部分與花期相關(guān)的基因與蕓薹屬作物是直系同源物，但在甘藍(lán)型油菜中，已報(bào)道的與開花相關(guān)的基因還很少，目前已經(jīng)克隆和鑒定的開花基因主要集中在開花調(diào)控網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的基因，如BnFLC，BnFT等。

近年來，WRKY6在模式植物擬南芥中已有深入的研究。AtWRKY6是WRKY轉(zhuǎn)錄家族中首先被證明與衰老相關(guān)的基因。通過分析擬南芥幼葉、成熟葉片、衰老葉片中AtWRKY6的表達(dá)水平發(fā)現(xiàn)，在衰老的葉子中，AtWRKY6的表達(dá)水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于前兩者，在幼葉和成熟葉片中基本不表達(dá)。AtWRKY6能調(diào)節(jié)衰老相關(guān)基因的如SAG12和SAG13的表達(dá)，還能夠激活一個(gè)靶基因SIRK，在葉片衰老時(shí)被顯著誘導(dǎo)。wrky6突變體顯示，當(dāng)WRK6過表達(dá)時(shí)出現(xiàn)相反的表型，綠色葉子變少。

油菜WRKY6基因除了可以調(diào)控衰老外，同時(shí)參與種子發(fā)育、生物及非生物脅迫進(jìn)程。所以可以說WRKY6的功能貫穿了植物的整個(gè)生命周期。在擬南芥wrky6突變體中，WRKY6功能缺失會(huì)導(dǎo)致開花時(shí)間推遲，成熟期推遲。

王偉等(王偉.馬鈴薯WRKY6基因的功能分析[D].四川農(nóng)業(yè)大學(xué),2013.)對(duì)過量表達(dá)StWRKY6基因的煙草幼苗在低鉀脅迫下的表型進(jìn)行了鑒定，結(jié)果顯示與非轉(zhuǎn)基因?qū)φ障啾龋D(zhuǎn)基因株系生長更健壯無葉片發(fā)黃等缺鉀癥狀。鉀含量測(cè)定結(jié)果顯示，在正常及低鉀水培條件下，轉(zhuǎn)基因株系鉀含量顯著高于非轉(zhuǎn)基因株系。

黃蕓等(黃蕓.擬南芥WRKY6和PHO1參與ABA調(diào)控種子萌發(fā)和早期幼苗生長過程的分子機(jī)制[D].中國農(nóng)業(yè)大學(xué),2016.)在WRKY6過量表達(dá)株系中過量表達(dá)RAV1能夠消除WRKY6過量表達(dá)株系的ABA敏感表型；而ravl wrky6雙突變體在種子萌發(fā)和早期幼苗生長階段對(duì)ABA超敏感，與ravl單突變體表型相似，證明了RAV1是WRKY6調(diào)控種子萌發(fā)和早期幼苗生長的關(guān)鍵下游靶基因。綜合以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果，轉(zhuǎn)錄因子WRKY6通過直接結(jié)合RAV1啟動(dòng)子，抑制RAV1的表達(dá)，進(jìn)而調(diào)控ABA介導(dǎo)的種子萌發(fā)和早期幼苗生長過程。

李智等(李智.棉花非生物脅迫響應(yīng)基因GhWRKY6的功能驗(yàn)證及調(diào)控機(jī)制的研究[D].河北農(nóng)業(yè)大學(xué),2019.)GhWRKY6轉(zhuǎn)基因擬南芥對(duì)非生物脅迫敏感。在ABA、高鹽和干旱處理?xiàng)l件下，GhWRKY6轉(zhuǎn)基因擬南芥與野生型擬南芥相比，種子萌發(fā)率下降、生物量降低、主根縮短、過氧化物的積累和電導(dǎo)率增加、氣孔開度較大，說明在擬南芥中過表達(dá)GhWRKY6基因增加了擬南芥對(duì)ABA、高鹽和干旱脅迫的敏感性。

目前有關(guān)油菜中BnaA09WRKY6基因的功能研究未見現(xiàn)有報(bào)道，鑒于WRKY6基因在其他植物中調(diào)控生長發(fā)育的作用，利用現(xiàn)代生物技術(shù)手段研究油菜WRKY6基因與開花發(fā)育的潛在聯(lián)系，對(duì)于調(diào)控油菜開花進(jìn)程，提高油菜產(chǎn)量，具有重要意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。