[发明专利]小麦TaTFIIB基因在调控小麦株高发育中的应用

说明书

本发明涉及植物分子生物学技术领域，具体涉及小麦TaTFIIB基因在调控小麦株高发育中的应用。本发明提供小麦TaTFIIB蛋白、其编码基因或TaTFIIB蛋白的编码基因的抑制因子在调控植物株高中的应用。本发明发现小麦TaTFIIB基因能够负调控植物株高，通过降低TaTFIIB基因的表达量，能够有效降低植物的株高。TaTFIIB基因新功能的发现为植物株高调控提供了新的基因靶点和资源，小麦TaTFIIB基因可广泛应用于小麦遗传育种、种质资源改良和培育编辑TaTFIIB基因植物领域，对改进和改良小麦等作物的种质资源具有重要作用。

技术领域

本发明涉及植物分子生物学技术领域，具体涉及小麦TaTFIIB基因在调控小麦株高发育中的应用。

背景技术

小麦是世界重要的粮食作物，也是全世界约1/3以上人口的主粮。近年来，中国已成为世界上最大的小麦生产国和消费国，因此小麦的产量与国家的粮食安全密切相关。随着人口的增加，耕地面积的减少，生产成本的增加，如何增加小麦产量来保障粮食安全成为亟待解决的问题。20世纪70年代，利用小麦的半矮秆基因主导的绿色革命给全球小麦产量带来了很大的增长，说明小麦株高对产量的形成具有重要的影响，研究株高发育遗传规律有助于了解产量形成的作用机制，对利用株高基因，选育抗倒伏、高产的品种，进而提高小麦的产量具有重要意义。

植物生长发育要求几万个基因严格受时空调控，而转录是基因表达的关键步骤。在转录过程中，DNA的RNA聚合酶起重要作用，主要包括RNA聚合酶Pol I、Pol II和Pol III。其中，Pol I主要合成5.8S、18S和28S的rRNA；Pol III主要合成tRNA和5S rRNA；Pol II主要催化mRNA的转录。Pol II由12个亚基组成，在转录过程中与其它六种通用型转录因子(TFII-A、-B、-D、-E、-F和-H)结合，共同组装成有功能的转录复合体。作为通用型转录因子，TFIIB(Transcription Factor IIB)是构成真核转录复合体的关键成员之一。

TFIIB的C端区域与TFIIA一起共同稳定TBP-TATA启动子复合物的结合，能与转录激活子结合并调节转录活性，具有引导DNA作用。TFIIB N端区域包含一个β-sheet和一个C3H类的锌指结构，其N端可以与Pol II的活性位点附近结合，锌结合基序可以招募Pol II和TFIIF到核心启动子区域，这种可以同时与RNA聚合酶和TBP-启动子的复合物互作，对于稳定转录复合体的结构有着重要意义。紧邻锌结合基序具有高度保守发卡结构，是调节TFIIB的N端锌键区域和C端保守核心区域空间构象的分子开关，有助于实现TFIIB起始位点的选择，识别TATA box上下游独立的特异性序列元件以及激活转录。

在拟南芥中，有十几个TFIIB及其相关蛋白基因，其中仅有几个基因被鉴定，如AtTFIIB1、AtTFIIB2、AtPBRP、AtPBRT2等，主要在植物生长过程中发挥作用。水稻TATA结合蛋白与TFIIB和RF2a-bZIP转录激活因子相互作用增强植物体外转录系统的功能。但小麦中关于TFIIB基因结构和功能的报道还是知之甚少，该基因在小麦中的生物学功能和分子机制尚不清楚。

发明内容

本发明的目的是提供小麦TaTFIIB基因在调控小麦株高发育中的应用。

本发明通过外显子捕获小麦核心种质材料的DNA，获得小麦TaTFIIB基因与株高相关的SNP位点。通过小麦基因组数据库，获得TaTFIIB基因编码区序列在A、B、D同源染色体中的序列，分别如SEQ ID NO.4-6所示(其编码蛋白序列分别如SEQ ID NO.1-3所示)。进一步利用TaTFIIB基因突变的突变体系，获得了显著降低株高的表型，验证了TaTFIIB基因能够调控植株高度，该基因突变后植株株高显著降低。

具体地，本发明的技术方案如下：

第一方面，小麦TaTFIIB蛋白、其编码基因或TaTFIIB蛋白的编码基因的抑制因子在调控植物株高中的应用。