[發明專利]抗穗發芽轉基因小麥的培育方法及其相關生物材料

有效

• 申請號: 202110290769.1
• 申請日: 2021-03-18
• 公開（公告）號: CN112979775B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 魏學寧;張增艷;劉鑫;祝秀亮
• 申請（專利權）人: 中國農業科學院作物科學研究所
• 主分類號: C07K14/415
• 分類號: C07K14/415;C12N15/29;C12N15/82;C12N5/10;A01H5/00;A01H6/46
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 任鳳華

本發明公開了抗穗發芽轉基因小麥的培育方法及其相關生物材料。本發明具體地公開了氨基酸序列是SEQ ID No.1的蛋白質TaKPHS及其編碼基因在提高植物穗發芽抗性中的應用。本發明通過在受體植物中導入過表達的TaKPHS基因，來獲得穗發芽抗性顯著提高的轉基因小麥，從而為小麥的穗發芽抗性育種提供一個良好的基因資源，為TaKPHS基因的應用開拓一個新的領域。本發明所得TaKPHS轉基因小麥株系的穗發芽率最低可達7.42％，比大多數生產上的小麥品種具有更強的穗發芽抗性，具有潛在的育種價值。

技術領域

本發明屬于生物技術領域，具體涉及抗穗發芽轉基因小麥的培育方法及其相關生物材料。

背景技術

小麥(Triticum aestivum L.)是世界上最重要的糧食作物之一，對于保障糧食安全起著舉足輕重的作用。當小麥生理成熟，但還沒有收獲或收獲后尚未脫粒時，在田間或堆放期間遇到連續陰雨天氣或十分潮濕的環境，小麥籽粒在麥穗上萌動、發芽的現象稱為穗發芽(Pre-harvest Sprouting，PHS)。小麥穗發芽在世界范圍內均有發生。穗發芽會導致小麥籽粒中相關水解酶活性迅速升高，降解籽粒中的儲存物質，改變籽粒內部儲存物質的化學特性，使容重(testing weight)、出粉率和面粉降落值(Falling number)下降、并且面筋含量、沉降值和面團流變學特性顯著降低，對小麥各種食品的加工品質造成負面影響，如加工后的面條韌性和彈性下降，口感變劣，嚴重影響面粉加工產品的品質等，這些都會對小麥的生產加工造成嚴重的經濟損失。

培育抗穗發芽的小麥品種，是解決小麥穗發芽問題的最經濟和有效的途徑，對于保證小麥的品質和高產穩產非常重要。然而，目前大多數生產上利用的小麥品種都不具有較強的穗發芽抗性，因此，利用分子生物學和基因工程手段培育具有較強的穗發芽抗性的小麥品種，可為小麥抗穗發芽育種開辟了一條新途徑，對小麥育種具有重要的意義。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是如何提高植物的穗發芽抗性。

為解決上述技術問題，本發明首先提供了穗發芽抗性相關蛋白質或調控所述蛋白質活性和/或含量的物質的應用，所述應用為下述任一種：

D1)蛋白質或調控所述蛋白質活性和/或含量的物質在調控植物穗發芽抗性或提高植物穗發芽抗性中的應用；

D2)蛋白質或調控所述蛋白質活性和/或含量的物質在制備調控植物穗發芽抗性或提高植物穗發芽抗性的產品中的應用；

D3)蛋白質或調控所述蛋白質活性和/或含量的物質在培育抗穗發芽植物中的應用；

D4)蛋白質或調控所述蛋白質活性和/或含量的物質在制備培育抗穗發芽植物的產品中的應用；

D5)蛋白質或調控所述蛋白質活性和/或含量的物質在植物育種中的應用；

所述蛋白質名稱為TaKPHS，為如下A1)、A2)或A3)：

A1)氨基酸序列是SEQ ID No.1的蛋白質；

A2)將SEQ ID No.1所示的氨基酸序列經過一個以上氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加得到的與A1)所示的蛋白質具有80％以上的同一性且具有抗穗發芽功能的蛋白質；

A3)在A1)或A2)的N端或/和C端連接標簽得到的融合蛋白質。

為了使A1)中的蛋白質便于純化，可在由序列表中SEQ ID No.1所示的氨基酸序列組成的蛋白質的氨基末端或羧基末端連接上如表1所示的標簽。

表1：標簽的序列