[发明专利]多效性基因SbSnf4在提高甘蔗糖产量、株高、茎杆鲜重和/或汁液量中的应用

说明书

本发明公开一种多效性基因SbSnf4及其在提高甘蔗糖产量和汁液量中的应用，本发明提供的基因SbSnf4，为SEQ ID NO.1所示的DNA分子，或者在严格条件下与SEQ ID NO.1限定的DNA序列杂交且编码提高糖含量及生物产量相关蛋白的DNA分子；或者与SEQ ID NO.1限定的DNA序列具有99％以上同源性，且编码提高甘蔗糖产量和汁液量相关蛋白的DNA分子。发明人通过关联分析方法定位了该基因，在甘蔗中过表达SbSnf4基因，发现转基因甘蔗植株糖产量、株高、茎杆鲜重和汁液产量均显著增加，即成功提高甘蔗的糖产量及生物产量。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，具体涉及一种多效性基因SbSNF4在提高甘蔗糖产量、株高、茎杆鲜重和汁液量中的应用。

背景技术

糖对世界粮食供应至关重要，因为糖价会影响除大米以外的所有农产品价格(Zhang等，2010)。因此，人们一直有兴趣提高甘蔗等糖类作物的糖分产量，甘蔗占全球糖分产量的80％(ISO 2020)。但是，甘蔗糖产量的遗传改良进展缓慢。在1980年至2010年期间，美国的平均甘蔗糖产量持平(ERS 2013)，而同期玉米产量增加了68％(NASS 2013)。在世界领先的甘蔗生产国巴西，由于遗传多样性低和甘蔗的多倍体基因组，从1975年至2010年的35年间，糖的产量仅增长了34％(Ritter等，2008；Slewinski 2012；Garsmeur等，2018)。

在栽培禾本科植物中，甘蔗与二倍体高粱(Sorghum bicolor(L.)Moench)关系最密切(等，1997；Ming等，1998)。甘蔗和高粱都是能够在成熟的节间茎中积累大量蔗糖的C4植物(Welbaum和Meinzer 1990；Hoffmann-Thoma等人1996)。尽管与蔗糖产量相关的性状已在高粱(Murray等人2008ab；Ritter等人2008；Murray等人2009；Shiringani等人2010；Guan等人2011；Felderhoff等人2012)和甘蔗中进行了定位(Ming等人，2001，2002；Aitken等人，2006)，但尚未在甘蔗中鉴定调节蔗糖积累和产量的候选基因(Waclawovsky等人，2010；和Sonnewald，2011)。

发明内容

本发明的目的是提供一个提高甘蔗茎杆含糖量、株高、茎杆鲜重及整株汁液产量的基因SbSnf4，及其编码蛋白质和应用。发明人通过关联分析方法定位了该基因，在甘蔗中过表达SbSnf4基因，发现转基因甘蔗植株其糖产量、株高、茎杆鲜重和汁液量均显著增加，即成功提高甘蔗的糖产量及生物产量。

本发明提供的基因SbSnf4，为SEQ ID NO.1所示的DNA分子，或者在严格条件下与SEQ ID NO.1限定的DNA序列杂交且编码提高糖含量、株高、茎杆鲜重及生物产量相关蛋白的DNA分子；或者与SEQ ID NO.1限定的DNA序列具有99％以上同源性，且编码提高甘蔗糖产量、株高、茎杆鲜重和汁液量相关蛋白的DNA分子。

序列表中的SEQ ID NO.1由1359个核苷酸组成。

本发明还提供了一种上述基因SbSnf4编码的蛋白质，即蛋白SbSNF4。

具体的，本发明提供的蛋白质，选自如(a)或(b)所示的任一种：

(a)由SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；

(b)将SEQ ID NO.2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/或添加且与提高甘蔗糖产量、株高、茎杆鲜重和汁液量相关的由SEQ ID NO.2衍生的蛋白质。

序列表中SEQ ID NO.2，由452个氨基酸组成的蛋白质。

本发明还提供了含有所述基因SbSnf4的重组表达载体、表达试剂盒、转基因细胞系或重组菌。含有以上任一所述基因的重组表达载体也属于本发明的保护范围。