[发明专利]拟南芥PPD1和PPD2基因在调控种子大小中的应用

说明书

本发明公开了拟南芥PPD1和/或PPD2基因在调控种子大小中的应用。本发明提供了如下1)‑3)中任一种物质在调控植物种子大小中的应用；1)蛋白PPD1和/或PPD2；2)编码蛋白PPD1和/或PPD2的核酸分子；3)含有编码蛋白PPD1和/或PPD2的核酸分子的重组载体、表达盒或重组菌；本发明的实验证明了拟南芥PPD1和/或PPD2基因对种子大小具有重要调节作用，PPD1和/或PPD2基因功能缺失突变体产生大种子，而过表达PPD1和/或PPD2基因植株(35S:Myc‑PPD1或PPD2)可产生小种子，该基因可用于调控植物种子产量，对于植物育种具有重要启示意义。

技术领域

本发明属于生物技术领域，尤其涉及拟南芥PPD1和PPD2基因在调控种子大小中的应用。

背景技术

人类的主食主要来源于作物的种子，例如水稻与小麦。决定水稻和小麦的产量具有三要素：穗数、粒重和分蘖数。种子粒重与种子大小密切相关，因此种子大小是重要的农艺性状，也是决定植物种子产量的重要因子。随着当今人口的快速增长、人均耕地面积不断减少及全球气候变化对环境的影响，导致人类粮食面临短缺，如何增加人类粮食成为一个亟待解决的重大问题，因此挖掘影响植株种子大小的基因、开发高产基因资源和提高粮食产量对保证我国粮食安全具有十分重要的价值。

多数二倍体植物种子由种皮、胚乳和胚三部分组成。胚乳和胚由受精后的合子发育而来，而种皮由母体成分发育而来，因此最终种子大小由母体组分与合子组分共同协同调控。目前一些影响植物种子母体组分与合子组分的信号通路已被报道，它们包括：泛素化蛋白途径，例如AtDA1、AtSAMBA、OsGW2和OsWTG1基因等；G蛋白途径，例如OsRGB1、GS3、OsMADS1和OsRGA1基因等；MAPK途径(mitogen-activated protein kinase(MAPK)signaling)，例如OsMKKK10、OsMKK4、OsMAPK6和OsMKP1基因等；植物激素途径，例如OsGSK2、OsGSE5、OsBG1和OsARF4基因等；转录因子调节途径，例如OsGRF4、OsGW6、AtAP2和MtBS1基因等。然而种子发育过程复杂，最终决定种子大小的分子机理目前仍不清楚。进一步挖掘影响植物种子大小的基因，对人类进一步了解植物种子发育过程及提高作物产量具有重要的意义。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种蛋白PPD1和/或PPD2及其相关生物材料在调控植物种子大小中的应用。

本发明还提供了如下1)-3)中任一种物质在调控植物种子大小中的应用；

1)蛋白PPD1和/或PPD2；

2)编码蛋白PPD1和/或PPD2的核酸分子；

3)含有编码蛋白PPD1和/或PPD2的核酸分子的重组载体、表达盒或重组菌；

所述蛋白PPD1为如下(1)或(2)或(3)：

(1)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；

(2)由序列表中序列2所示的氨基酸序列的末端添加标签序列组成的蛋白质；

(3)将序列表中序列2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的由(1)或(2)衍生的蛋白质；

所述蛋白PPD2为如下(4)或(5)或(6)：

(4)由序列表中序列4所示的氨基酸序列组成的蛋白质；

(5)由序列表中序列4所示的氨基酸序列的末端添加标签序列组成的蛋白质；

(6)将序列表中序列4所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的由(4)或(5)衍生的蛋白质。