[发明专利]调控大豆分枝数的基因及其用途

说明书

本发明提供分离的调控大豆分枝数的基因及启动子，以对大豆的分枝数进行调控，从而提高大豆的产量。本发明对于大豆高产育种及其相关应用研究将具有重大理论和应用价值。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及调控大豆分枝数的基因及其用途。

背景技术

大豆是起源于我国的一种重要的粮油作物。大豆富含蛋白质，是优质的植物蛋白来源，也是动物重要的饲料来源，在国民经济生活各方面均发挥着不可替代的作用。近几十年以来，我国大豆生产一直徘徊不前，但消费需求增长迅猛，提高大豆产量，对确保我们国家的粮食安全，把中国人的饭碗牢牢地把握在自己手里具有重大的意义。

大豆株型是影响其产量形成的关键因素，合理的空间构型对大豆光合作用效率有着很大影响，通过改良大豆的叶部、分枝以及节间等株型相关性状，可以直接影响大豆冠层的通风透光能力，进而会提高大豆中上部叶片的光截获率和光能利用率，最终会提高大豆的生物产量(高洁等，2017)。大豆分枝数是株型的一个主要性状。过多的分枝容易过度消耗植株的营养，影响后期的结荚，而分枝过少会导致整株的花荚减少，降低产量。植物分枝在受遗传因子决定的同时，也易受环境条件的影响，因此了解分枝发育过程和产生机理，解析其形成的分子调控机制，对后续基因的克隆和功能研究具有重要理论和应用价值(巩鹏涛等，2005)。

MADS-box转录因子家族基因在植物的生长发育中扮演着重要角色，在拟南芥中主要参与早期花序分生组织发育的过程，是花器官形成的特征基因(Becker et al.,2003)。然而在大豆中MADS-box家族基因很少被鉴定 (Zheng et al.,2013)，或者鉴定出其功能主要和茎生长习性以及开花相关(Ping et al.,2014；Liu et al.,2016；Zeng et al.,2018；Zhang et al.,2019)，但是否影响分枝数尚未被报道。

因此，探索研究大豆中MADS-box家族成员对大豆分枝发育的调控机制具有重要意义，对改善提高大豆的产量和品质具有十分重要的意义。

发明内容

为进一步改善提高大豆的产量和品质，本发明通过关联分析法在全基因组水平上对大豆分枝数等复杂产量性状的遗传调控位点进行解析，通过整合单倍型、基因表达谱、同源基因功能注释和以往大豆分枝数相关QTL 信息，运用分子生物学和比较基因组学的手段，克隆到了调控大豆分枝数及产量的相关基因SoyZH13_18G242900(Dt2)，为后续分子辅助育种和分子设计育种提供理论基础和基因资源。

具体来说，本发明提供以下技术方案：

一方面，本发明提供分离的调控豆科植物，优选地大豆属、豌豆属、鹰嘴豆属植物，例如大豆、豌豆、绿豆、蚕豆、黑豆、鹰嘴豆分枝数的基因，其特征在于，所述基因的编码区序列如SEQ ID NO:3或SEQ ID NO:4 所示。

另一方面，本发明提供调控豆科植物，优选地大豆属、豌豆属、鹰嘴豆属植物，例如大豆、豌豆、绿豆、蚕豆、黑豆、鹰嘴豆分枝数的蛋白质，其特征在于，所述蛋白质的氨基酸序列如SEQ ID NO:5或SEQ ID NO:6 所示。

另一方面，本发明提供分离的调控豆科植物，优选地大豆属、豌豆属、鹰嘴豆属植物，例如大豆、豌豆、绿豆、蚕豆、黑豆、鹰嘴豆分枝数的基因的启动子，其特征在于，所述启动子的序列如SEQ ID NO:1或SEQ ID NO:2所示。

另一方面，本发明提供表达载体，其特征在于，所述表达载体包含针对上述的基因设计的sgRNA靶点序列

在一些实施方案中，所述表达载体具有抗生素标记或抗化学试剂标记。

另一方面，本发明提供植物细胞，其导入了上述的表达载体。