[發(fā)明專利]一種油菜長鏈非編碼RNA基因及其在提高油菜含油量及種子粒重中的應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210737424.0
• 申請(qǐng)日: 2022-06-27
• 公開（公告）號(hào): CN114990120A
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魯少平;郭亮;李雨晴
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C12N15/113
• 分類號(hào): C12N15/113;C12N15/84;C12N1/21;A01H5/10;A01H6/20;C12R1/01
• 代理公司: 武漢智嘉聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 42231
• 代理人: 徐紹新

本發(fā)明公開了一種油菜長鏈非編碼RNA基因MSTRG.86004，該基因的核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示。通過獲得過表達(dá)材料，分析轉(zhuǎn)基因材料的含油量，發(fā)現(xiàn)MSTRG.86004基因調(diào)控含油量的積累及脂肪酸組成，同時(shí)還調(diào)控種子粒重。本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種提高油菜含油量及種子粒重的方法：使用農(nóng)桿菌介導(dǎo)的遺傳轉(zhuǎn)化方法將含有MSTRG.86004基因的過表達(dá)載體轉(zhuǎn)化到作物的基因組中，獲得MSTRG.86004基因過表達(dá)的油菜品種。本發(fā)明在油菜高油、高產(chǎn)育種中具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于分子育種領(lǐng)域，具體涉及一種油菜長鏈非編碼RNA基因(MSTRG.86004基因)及其在提高油菜含油量及種子粒重中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

非編碼RNA已被證明在調(diào)控細(xì)胞生長和發(fā)育中起著關(guān)鍵作用。全基因組轉(zhuǎn)錄組測(cè)序研究表明，超過90％的真核生物基因組可以轉(zhuǎn)錄，但只有1％-2％的基因可以編碼蛋白質(zhì)，基因組中很大一部分基因是非編碼的。根據(jù)轉(zhuǎn)錄本的長度，非編碼RNA可以分為短鏈非編碼RNA(200nt)和長鏈非編碼RNA(lncRNA，200nt)。根據(jù)lncRNAs在基因組上的位置，它們可以被分為內(nèi)含子lncRNA、基因間lncRNA(lincRNA)、正義lncRNA和反義lncRNA。此前的研究表明，許多l(xiāng)ncRNA可以通過順式或反式作用影響其目標(biāo)mRNA的表達(dá)，然后調(diào)節(jié)細(xì)胞中的基因功能。在大量的實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)驗(yàn)證了lncRNAs具有調(diào)控轉(zhuǎn)錄、翻譯和轉(zhuǎn)錄后的功能。

油菜籽是世界上第三大油料作物，約占全球油料產(chǎn)量的13％，僅次于油棕櫚和大豆(USDA)。種子油的生物合成是一個(gè)復(fù)雜的生物過程，主要包含質(zhì)體中的脂肪酸合成和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(ER)中的TAG組裝。以前的研究已經(jīng)很好地闡明了許多轉(zhuǎn)錄因子和基因的作用機(jī)制參與了這些過程。此外，研究發(fā)現(xiàn)，一些基因參與了油料積累的調(diào)節(jié)過程。最近，lncRNAs也被預(yù)測(cè)參與調(diào)控種子油的生物合成。例如，牡丹種子中的39個(gè)lncRNAs被預(yù)測(cè)為脂質(zhì)代謝過程相關(guān)基因。在B.napus的發(fā)育中的種子中，13個(gè)lncRNAs的表達(dá)模式與8個(gè)脂質(zhì)相關(guān)基因的表達(dá)模式明顯相關(guān)，推測(cè)這些lncRNAs可能在油的合成中發(fā)揮作用。然而，目前還沒有直接證據(jù)表明lncRNA參與了種子油的合成調(diào)控，lncRNA如何影響種子油的積累還不清楚。

本發(fā)明從油菜中克隆了長鏈非編碼RNA基因MSTRG.86004。研究表明，將MSTRG.86004在油菜中過表達(dá)可以顯著提高種子的含油量及粒重。本申請(qǐng)人的結(jié)果表明MSTRG.86004基因在調(diào)控油菜種子含油量中起到重要作用，因此可以為油菜高油育種提供理論參考依據(jù)，同時(shí)為油脂合成這一研究提供新的思路。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一個(gè)油菜長鏈非編碼RNA基因，申請(qǐng)人將其命名為MSTRG.86004基因，該基因的核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示，序列長度為576bp。申請(qǐng)人通過對(duì)油菜lncRNAs進(jìn)行大量篩選和鑒定最終得到該基因，可以采用PCR技術(shù)從植物基因組、mRNA和cDNA中擴(kuò)增得到。

為了獲得該基因，申請(qǐng)人從油菜種子中提取總RNA并反轉(zhuǎn)錄成cDNA，然后設(shè)計(jì)正、反向引物，從cDNA中擴(kuò)增目的基因。其中，

正向引物：5’-GCGACTAGT GCCTGTGTTTAAAATGGC-3’(SEQ ID NO:2)

反向引物：5’-GCGTTCGAA TATCTGTGTTTTAAATGG-3’(SEQ ID NO:3)

本發(fā)明還提供了含有所述油菜長鏈非編碼RNA基因的重組質(zhì)粒和重組菌。

利用本發(fā)明提供的油菜長鏈非編碼RNA基因、重組質(zhì)粒或重組菌，可以對(duì)油菜進(jìn)行分子育種并提高油菜含油量及種子粒重。