[发明专利]GmLCL1基因在调节大豆光周期和开花时间以及提高大豆产量中的应用

说明书

本发明公开了一种GmLCL1基因在调节大豆光周期和开花时间以及提高大豆产量中的应用。本发明利用CRISPR/CAS9技术获得GmLCL1大豆突变体植株，发现在大豆中GmLCL1基因发生突变后可以延长大豆生育期，抑制植物开花且大豆产量提高。因此可通过构建GmLCL1大豆突变体植株的方式，改变大豆对光周期的敏感性，延迟大豆开花，延长大豆生育期，提高大豆的产量。本发明的发现对进一步揭示光周期调控大豆开花的分子机理具有非常重要的学术价值，为促进大豆高产优质品种选育提供理论依据和遗传资源。

技术领域

本发明涉及基因领域，特别涉及一种GmLCL1基因在调节大豆光周期和开花时间以及提高大豆产量中的应用。

背景技术

大豆(Glycine max)是世界上最主要的经济和油料作物之一，是人类植物油和植物蛋白的主要来源。大豆的营养价值非常高，例如，大豆中含有独特的优质蛋白，具有明显的抑制血压上升的作用。大豆中的不饱和脂肪酸的含量很高，能够促进胆固醇代谢，降低体内胆固醇含量。大豆中还含有丰富的维生素、钙质及人体所需的微量元素，对提高人体免疫力，增加神经机能和活力具有一定的作用(张海生，2012)。近年来，随着人们对大豆的营养保健功能认识的越来越深入，对大豆的利用程度也不断加深，我国对大豆产品的消费需求不断增加，现已经成为全球最大的大豆进口国，但目前我国大豆产业面临严峻的挑战，因此提高大豆产量是大豆育种的主要目标。

在自然界中，开花期和生育期是影响作物产量的重要因素。大豆是典型的短日照作物，对光周期反应敏感，光周期调控大豆开花不仅影响大豆的种植适应性，而且决定着大豆的产量。在拟南芥中，LHY(LATE ELONGATED HYPOCOTYL)和CCA1(CIRCADIAN CLOCKASSOCIATED 1)作为生物钟系统中央震荡器重要组成成分，功能冗余的调控TOC1(TIMINGOF CAB EXPRESSION 1)和CCGs(CLOCK-CONTROLLED GENES)等基因的表达，参与调控拟南芥的光周期开花途径(Harmer 2000；Alabadi et al.,2002；Pokhilko et al.,2012)。然而在大豆中LHY/CCA1基因是如何参与调控大豆的光周期开花的分子机制却不清晰。

发明内容

本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种GmLCL1基因在调节大豆光周期和开花时间、提高大豆产量中的应用。

本发明的另一目的在于提供一种GmLCL1基因大豆突变体。

本发明的再一目的在于提供所述GmLCL1基因大豆突变体的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种GmLCL1基因在调节大豆光周期和开花时间、提高大豆产量中的应用。

所述的GmLCL1基因为大豆生物钟基因LCL1，可通过RT-PCR技术从大豆品种Harosoy中克隆得到，其氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。

所述的编码GmLCL1基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。

所述的GmLCL1基因在调节大豆光周期开花时间、提高大豆产量中的应用，为通过构建GmLCL1基因突变体(基因突变)的方式，改变大豆对光周期的敏感性，延迟大豆开花(在长短日照下均能显著延迟大豆开花)，延长大豆生育期，以及提高大豆的产量。

所述的GmLCL1基因突变体为通过如下任一种或两种方式构建得到：

a、敲除大豆植株GmLCL1基因编码区第84位的碱基A(由于GmLCL1基因编码区第84位缺失一个碱基A，导致蛋白移码突变)；

b、将大豆植株GmLCL1基因编码区第478位的碱基A突变为T(由于氨基酸置换，使氨基酸K突变为终止子)。

所述的GmLCL1基因可通过抑制大豆开花关键基因E1的表达而延迟开花。