[发明专利]一种非编码RNA分子在小麦高产分子育种中的应用

说明书

本发明涉及小麦分子生物技术与育种应用领域，具体涉及一种非编码RNA分子在小麦高产分子育种中的应用。本发明非编码RNA参与的基因调控网络与小麦籽粒发育分子调控过程密切相关，过表达该非编码RNA分子可实现小麦穗粒数增加和千粒重提高，在小麦高产分子育种方面具有潜在应用价值，具有很好的应用前景。在具体应用中，该非编码RNA过表达后小麦种子的粒长、粒宽均增加5%左右，小麦穗粒数增加7%～15%。

技术领域

本发明涉及小麦分子生物技术与育种应用领域，具体涉及一种非编码RNA分子在小麦高产分子育种中的应用。

背景技术

小麦作为全球大约三分一人口主要的食物来源，是最重要粮食作物之一，开展小麦高产优质分子育种一直是农业研究领域的重要方向。

千粒重是决定小麦产量的关键性状，探讨小麦籽粒发育调控的分子机制及其在粒重调控方面的应用是开展小麦高产分子育种的重要基础。研究表明，在转录基因中只有1～2%编码蛋白质，大多数转录为非编码RNA(ncRNA)，在ncRNA中调控型ncRNA通常在基因表达调控中发挥重要作用，调控型ncRNA可进一步划分为microRNA(miRNA)、Piwi相互作用RNA(piRNA)、小分子干扰RNA(siRNA)、长链非编码RNA(lncRNA)等。非编码RNA功能方面的研究主要集中在miRNA和siRNA，这两类小RNA都是通过碱基互补配对的原则识别特异靶位点，在有关蛋白因子的参与下形成沉默复合体(RISC)，并对靶基因的mRNA进行剪切或翻译抑制，最终实现对靶基因的转录后调控。

研究表明，在小麦生长发育和逆境胁迫响应过程中，依赖于非编码RNA的基因表达调控途径发挥着重要的调控功能。种子发育过程是小麦生长发育和产量形成的重要阶段，种子发育进程的调控直接影响到小麦的产量和品质，因此探讨非编码RNA在小麦种子发育调控过程中的生物学功能具有重要意义。

发明内容

本发明提供了一种小麦非编码RNA分子在调控小麦穗粒数和千粒重方面的应用。通过表达该非编码RNA分子，可实现小麦穗粒数和千粒重的增加，在小麦高产分子育种方面具有潜在应用价值。

本发明的技术方案是：

第一方面，

SEQ ID NO:1所示的非编码RNA分子的基因序列在调控小麦穗粒数中的应用。

SEQ ID NO:1所示的非编码RNA分子的基因序列在小麦高产育种中的应用。

第二方面，

SEQ ID NO:2所示的非编码RNA分子在调控小麦穗粒数中的应用。

SEQ ID NO:2所示的非编码RNA分子在小麦高产育种中的应用。

采用非编码RNA调控小麦穗粒数的过程具体如下：

1. 过表达载体构建：

将种子发育相关非编码RNA（graindevelopmental related non-conding RNA，GDRNR1）的基因序列插入到双元表达载体的多克隆位点（如图1）。在克隆GDRNR1基因时，可用引物GDRNR1-F（5’-CTACTACTGGGGAAGACGAAGAGG-3’）和GDRNR1-R（5‘-AGCTCCTCTTCTCCGCTTCATG-3’），以小麦种子基因组DNA为模板进行PCR扩增，扩增产物回收纯化后连接到通用克隆载体中，并通过测序分析验证克隆片段的正确性。

根据表达载体多克隆位点的特征，在上述引物GDRNR1-F和GDRNR1-R的上游引入适当的酶切位点或用于infusion连接的接头序列。

2. 遗传转化：