[发明专利]通过过表达JcARF19基因来提高小桐子果实产量的方法

说明书

本发明公开了一种通过遗传改良的方法提高小桐子果实产量的方法，包括如下步骤：(1)构建表达小桐子ARF19基因的农杆菌转化载体，(2)利用步骤(1)构建的农杆菌转化载体转化农杆菌菌株，然后再用筛选得到的重组农杆菌菌株转化小桐子的外植体，并再生小桐子的幼苗，筛选并培育稳定过表达ARF19基因的小桐子幼苗，得到具有提高的小桐子果实产量的小桐子植株。转基因小桐子的JcARF19基因的表达水平提高，表现出早花，多分枝，增大种子和增加种子数目等性状。除了小桐子，JcARF19的异源植物表达也可以实现单株种子产量的增加。采用本发明方法，可将小桐子单株产量提高到3～5倍。

技术领域

本发明涉及一种对生长树木基因的表达水平进行调控的方法，具体地涉及一种通过提高作物JcARF19基因积累水平来提高小桐子或其它作物果实产量的方法。

背景技术

小桐子(Jatropha curcas)是当今国际能源界公认和首选的可再生能源植物，因为其种仁中的高含油量，并且所压榨出的油料经简易处理即为高品质的生物柴油，例如航空燃油，并且可广泛应用于各类动力机械和内燃机车。三吨小桐子种子就可生产一吨生物柴油，是国际市场上极具竞争力和战略开发意义的生物新能源品种。

在我国西南数省区(云、贵、川、两广和海南)，小桐子开垦种植无论是原始天然林还是人工种植林，都已经颇具规模，仅中石油在四川凉山州就达百万亩。而由于“产业超前，研发滞后”的现象，作为商业化、规模化的生物能源原料生产林，其亩产量太低，每亩不超过100公斤，已严重制约我国生物能源产业的健康发展。主要原因归结为生产上缺乏优良品种和高产栽培技术措施。现有小桐子全属实生苗林，离商业上的高收益水平差距还很大。大规模提高小桐子的产量，是亟待解决的产业瓶颈问题。从长远看，必须培育高产、高油和抗逆的优良品种。因此研究出能有效提高小桐子产量的方法，就显得尤为重要。

现有技术中公开了一些提高小桐子果实产量的方法，例如利用乙烯利、赤霉素分别或复配成各种组分剂量的水剂，雾化喷施于小桐子的花序和花蕾顶部，使之花芽向更多雌性花和两性花方向转化，或使之花蕾增多提升坐果率。但实践中在成片小桐子林大规模应用这些方法时，其效果并不理想。小桐子树型较高(3X9X15m)，点对点花蕾喷施药剂困难且费工费时成本太高，而且小桐子是一年多个花期多次挂果的常年花果同树植物，需重复施药，操作难度太大，人工成本高，同时用药还受气候和环境的限制太多，因此实际上尚没有一种具有应用价值可显著提高小桐子果实产量的方法。所以获得高产品种是最关键的研究目标。

发明内容

在本领域中，对于培育具有提高的小桐子果实产量的小桐子植株的方法存在需求。

为了克服上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种通过遗传改良来提高小桐子种子大小调控基因的表达水平的办法来提高产量的方法。

本发明的技术思路是：对于小桐子的种子发育而言，胚乳细胞的大小和数目多少是决定种子大小的关键。本发明人在长期研究中发现胚乳细胞的发育过程是由若干个基因控制的，是各种植物内源激素在时间、空间上的相互作用产生的综合结果，这种综合结果受遗传因素影响并控制。本发明人有效把握住关键的控制种子大小的遗传决定因子，对小桐子植株的内源激素的感应能力进行调控，获得的转基因植物胚乳中，有效的增加了细胞大小和细胞数目，并且植物的株型也发生了改变，具有更强的分支能力和缩短了开花时间。

本发明采用的技术方案是：获得过表达JcARF19的转基因植物，包括如下步骤：

(1)构建表达小桐子ARF19(JcARF19)基因的农杆菌转化载体，

(2)利用步骤(1)构建的农杆菌转化载体转化农杆菌菌株，然后再用筛选得到的重组农杆菌菌株转化小桐子的外植体并再生小桐子的幼苗。

具体地，本发明提供一种培育具有提高的小桐子果实产量的小桐子植株的方法，所述方法包括下述步骤：