[发明专利]MtCAULIFLOWER基因在调控豆科植物果荚数量中的应用有效

专利信息
申请号: 201911046068.2 申请日: 2019-10-30
公开(公告)号: CN110951747B 公开(公告)日: 2022-10-04
发明(设计)人: 周传恩;张娟娟;韩璐 申请(专利权)人: 山东大学
主分类号: C12N15/29 分类号: C12N15/29;C12N15/82;A01H5/08;A01H6/54
代理公司: 北京国坤专利代理事务所(普通合伙) 11491 代理人: 赵红霞
地址: 250000 *** 国省代码: 山东;37
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摘要:
搜索关键词: mtcauliflower 基因 调控 豆科 植物 数量 中的 应用
【说明书】:

本发明公开了MtCAULIFLOWER基因在调控/提高豆科植物果荚数量中的应用,所述MtCAULIFLOWER基因,其核苷酸序列如SEQ ID No.1所示。本发明利用蒺藜苜蓿Tnt1标记的突变体库,筛选到蒺藜苜蓿MtCAULIFLOWER基因敲除突变体。分析表明在蒺藜苜蓿中敲除MtCAULIFLOWER基因可以显著提高植株的花数目和果荚数目。预示本发明实施后将会创造新型豆科品种,可用于后续的豆科产量研究,对我国大豆生产具有重大意义。

技术领域

本发明涉及MtCAULIFLOWER基因在调控豆科植物果荚数量中的应用,属于基因工程技术领域。

背景技术

豆科植物具有重要的经济意义,主要包括食用类和饲料类,以大豆、花生、豌豆等为代表的豆类作物是人类食品中蛋白质和油分的重要来源之一,以苜蓿、紫云英、三叶草等为代表的饲料作物可以作为优质绿肥和牧草。大豆作为我国主要农作物之一,也是当今世界主要的农作物之一,其主要应用价值来源于种子,其含有丰富的蛋白质和油分,用途广,市场需求大。但是目前我国本土的大豆供应短缺,存在产量低、品质差、货源不稳定等问题,大豆的消耗量长年需要依赖大量的进口才能满足。随着近期中美贸易的摩擦加剧,对我国的大豆进口产业造成强烈的冲击,因此快速发展我国本土的大豆产业成为重大迫切需求。

大豆的种子包裹在果荚中,果荚数量可以作为大豆产量的衡量指标,因此发现能够控制结荚率的基因成为解决问题的关键。但是由于大豆基因组大、遗传转化体系不成熟等原因给大豆的研究造成一定的困难。在目前已申请的关于提高大豆产量的专利文献中,多集中于通过外施化学试剂来稳定开花数目及减少果荚脱落率来实现,但是该途径具有生产成本高、不稳定、结荚率提高水平低、环境污染等缺点,难于推广普及,效果甚微。基于以上原因,对豆科植物果荚发育分子机制进行研究,通过基因工程改造直接提高豆科植物的结荚数目可以为开发豆科优质新品种的分子设计改良和育种提供理论基础和技术手段,有助于高产优质的豆科新品种的培育。

近年来,蒺藜苜蓿由于其基因组小、遗传转化体系稳定、突变体丰富等因素成为豆科研究的模式植物,理论上可以通过研究蒺藜苜蓿中的相关因子进而应用到大豆中,但尚未见到相关报道。

发明内容

针对上述现有技术,针对现有大豆品种产量低、生产成本高等不足,本发明通过研究发现了一种调控豆科植物果荚数量的基因——MtCAULIFLOWER基因,并发现,敲除蒺藜苜蓿的MtCAULIFLOWER基因可以提高蒺藜苜蓿的果荚数量,从而提高蒺藜苜蓿的产量,进而可应用于提高大豆的产量。

本发明是通过以下技术方案实现的:

本申请的发明人分离得到了蒺藜苜蓿MtCAULIFLOWER基因的敲除突变体株系,这是首次在蒺藜苜蓿中获得该基因的突变体植株。通过实验研究表明,蒺藜苜蓿MtCAULIFLOWER基因参与了调控果荚数量,并可通过敲除该基因的方式得到果荚数量高于野生型植株的转基因豆科植物。

MtCAULIFLOWER基因在调控豆科植物果荚数量中的应用。所述MtCAULIFLOWER基因,其核苷酸序列如SEQ ID No.1所示。

所述豆科植物,选自蒺藜苜蓿、大豆。

MtCAULIFLOWER基因在制备转基因豆科植物中的应用。具体应用时,敲除豆科植物种子或植株中的MtCAULIFLOWER基因,从而获得转基因豆科植物,其果荚数量高于野生型豆科植物。

一种通过敲除MtCAULIFLOWER基因获得转基因豆科植物的方法:敲除豆科植物种子或植株中的MtCAULIFLOWER基因,从而获得转基因豆科植物,其果荚数量高于野生型豆科植物。

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