[發(fā)明專利]油菜α-6微管蛋白基因在提高油菜產(chǎn)量中的應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110171142.4
• 申請日: 2021-02-08
• 公開（公告）號: CN112899302B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王漢中;師家勤;梁華兵;王新發(fā);詹杰鵬;劉貴華
• 申請（專利權(quán)）人: 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所
• 主分類號: C12N15/84
• 分類號: C12N15/84;A01H5/10;A01H6/20
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務(wù)所(普通合伙) 42001
• 代理人: 龔瑩瑩

本發(fā)明屬于植物基因工程領(lǐng)域，具體涉及油菜α?6微管蛋白基因在提高油菜產(chǎn)量中的應(yīng)用，所述的油菜BnaTUA6基因的核苷酸序列為SEQ ID NO:1所示，其編碼蛋白為SEQ ID NO:2所示，通過將該基因在擬南芥中進(jìn)行過量表達(dá)，發(fā)現(xiàn)此轉(zhuǎn)基因株系粒重和種子大小顯著增加，而每角粒數(shù)無顯著變化，為最終產(chǎn)量的提高提供保證，因此本發(fā)明在油菜等作物高產(chǎn)育種中有很好的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于植物基因工程領(lǐng)域，更具體涉及油菜α-6微管蛋白基因在提高油菜產(chǎn)量中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

在植物生活史中，種子大小是一個重要的適應(yīng)性性狀。種子的散布、萌發(fā)、幼苗定居以及種群的分布格局皆與種子重量(大小)有關(guān)(Zhu et al.,2012；Zhao et al.,2013)。在植物的性狀中，種子大小處于中心地位，是植物生活史的一個核心特征。而馴化作為一種特殊的選擇方式，在很多作物的栽培過程中發(fā)揮重要的作用，控制著重要農(nóng)藝性狀的許多基因發(fā)生變異。種子重量(大小)是作物馴化和人工育種的目標(biāo)性狀之一(Harlan et al.,1973)。

粒重作為油菜產(chǎn)量的三個構(gòu)成因子之一，對最終產(chǎn)量的形成有著重要的作用。雖然油菜產(chǎn)量的三個構(gòu)成因子(全株角果數(shù)、每角粒數(shù)和千粒重)之間呈現(xiàn)不同程度的負(fù)相關(guān)，但其相關(guān)系數(shù)往往不是很大(Gupta et al.,2006)，這意味著可以通過提高單個產(chǎn)量構(gòu)成因子(如千粒重)來增加最終的產(chǎn)量。近20年中國冬油菜區(qū)域匯總資料顯示，近年來產(chǎn)量的增加主要?dú)w功于粒重的增加，其次是每角粒數(shù)(祝利霞等，2010)。2000-2009年雙低油菜產(chǎn)量的提高，主要?dú)w功于單株結(jié)角數(shù)和千粒重的增加(俞琦英等，2010)。2001到2010年油菜產(chǎn)量增幅達(dá)11.12％，產(chǎn)量構(gòu)成因子之一千粒重的增幅最大，達(dá)到7.10％，表明粒重的增加是這些年產(chǎn)量提高的主要原因(王健勝等，2012；張芳等，2012)。上述結(jié)果皆表明近年來中國油菜千粒重呈逐年增加趨勢，并且產(chǎn)量的增加主要?dú)w功于千粒重的增加。多年來中國甘藍(lán)型油菜區(qū)試品種千粒重一般不超過4g，而在油菜種質(zhì)資源中千粒重最大可穩(wěn)定在7.5g左右(Li et al.,2014)，因此粒重還具有很大的增長空間。

油菜粒重是典型的數(shù)量性狀，表型連續(xù)分布且容易受到環(huán)境條件的影響，由眾多數(shù)量性狀位點(diǎn)(quantitative trait loci，QTL)控制。隨著分子標(biāo)記技術(shù)的發(fā)展，利用連鎖或關(guān)聯(lián)分析的方法目前已定位了一百多個油菜粒重的QTL(Bailey-Wilson et al.,2005；Quijada et al.,2006；Udall et al.,2006；易斌等,2006；Radoev et al.,2008；Shi etal.,2009；Basunanda et al.,2010a,b；Fan et al.,2010；王峰等,2010；Zhang et al.,2011；Yang et al.,2012；朱恒星等,2012；Li et al.,2014；Qi et al.,2014)。這些粒重QTL在甘藍(lán)型油菜所有19個染色體上都有分布，將其中連鎖標(biāo)記序列信息已知的整合到基因組物理圖譜上就有134個(Zhou et al.,2014)，而且只在A7(Basunanda et al.,2010；Fan et al.,2010；Shi et al.,2009)和A9(Li et al.,2014；Qi et al.,2014；Yang etal.,2012；朱恒星等,2012)染色體上檢測到了少數(shù)幾個主效QTL。這極有力地說明了油菜粒重是多基因控制的數(shù)量性狀，遺傳基礎(chǔ)十分復(fù)雜。

隨著功能基因組學(xué)的相繼開展，通過突變體分析、圖位克隆、基因表達(dá)分析和功能驗(yàn)證等方法在主要農(nóng)作物(主要是水稻)和模式植物(擬南芥)中已克隆了數(shù)十個影響種子重量(大小)的基因(李娜,2015)。截至目前，油菜中只有幾個基因被證明和粒重有關(guān)，如BnaARF18(Liu et al.,2015)，BnaCYP78A9(Shi et al.,2019)。