[发明专利]一种油菜长链非编码RNA基因及其在提高油菜含油量及种子粒重中的应用

说明书

本发明公开了一种油菜长链非编码RNA基因MSTRG.86004，该基因的核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示。通过获得过表达材料，分析转基因材料的含油量，发现MSTRG.86004基因调控含油量的积累及脂肪酸组成，同时还调控种子粒重。本发明进一步提供了一种提高油菜含油量及种子粒重的方法：使用农杆菌介导的遗传转化方法将含有MSTRG.86004基因的过表达载体转化到作物的基因组中，获得MSTRG.86004基因过表达的油菜品种。本发明在油菜高油、高产育种中具有潜在的应用价值。

技术领域

本发明属于分子育种领域，具体涉及一种油菜长链非编码RNA基因(MSTRG.86004基因)及其在提高油菜含油量及种子粒重中的应用。

背景技术

非编码RNA已被证明在调控细胞生长和发育中起着关键作用。全基因组转录组测序研究表明，超过90％的真核生物基因组可以转录，但只有1％-2％的基因可以编码蛋白质，基因组中很大一部分基因是非编码的。根据转录本的长度，非编码RNA可以分为短链非编码RNA(200nt)和长链非编码RNA(lncRNA，200nt)。根据lncRNAs在基因组上的位置，它们可以被分为内含子lncRNA、基因间lncRNA(lincRNA)、正义lncRNA和反义lncRNA。此前的研究表明，许多lncRNA可以通过顺式或反式作用影响其目标mRNA的表达，然后调节细胞中的基因功能。在大量的实验中已经验证了lncRNAs具有调控转录、翻译和转录后的功能。

油菜籽是世界上第三大油料作物，约占全球油料产量的13％，仅次于油棕榈和大豆(USDA)。种子油的生物合成是一个复杂的生物过程，主要包含质体中的脂肪酸合成和内质网(ER)中的TAG组装。以前的研究已经很好地阐明了许多转录因子和基因的作用机制参与了这些过程。此外，研究发现，一些基因参与了油料积累的调节过程。最近，lncRNAs也被预测参与调控种子油的生物合成。例如，牡丹种子中的39个lncRNAs被预测为脂质代谢过程相关基因。在B.napus的发育中的种子中，13个lncRNAs的表达模式与8个脂质相关基因的表达模式明显相关，推测这些lncRNAs可能在油的合成中发挥作用。然而，目前还没有直接证据表明lncRNA参与了种子油的合成调控，lncRNA如何影响种子油的积累还不清楚。

本发明从油菜中克隆了长链非编码RNA基因MSTRG.86004。研究表明，将MSTRG.86004在油菜中过表达可以显著提高种子的含油量及粒重。本申请人的结果表明MSTRG.86004基因在调控油菜种子含油量中起到重要作用，因此可以为油菜高油育种提供理论参考依据，同时为油脂合成这一研究提供新的思路。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一个油菜长链非编码RNA基因，申请人将其命名为MSTRG.86004基因，该基因的核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示，序列长度为576bp。申请人通过对油菜lncRNAs进行大量筛选和鉴定最终得到该基因，可以采用PCR技术从植物基因组、mRNA和cDNA中扩增得到。

为了获得该基因，申请人从油菜种子中提取总RNA并反转录成cDNA，然后设计正、反向引物，从cDNA中扩增目的基因。其中，

正向引物：5’-GCGACTAGT GCCTGTGTTTAAAATGGC-3’(SEQ ID NO:2)

反向引物：5’-GCGTTCGAA TATCTGTGTTTTAAATGG-3’(SEQ ID NO:3)

本发明还提供了含有所述油菜长链非编码RNA基因的重组质粒和重组菌。

利用本发明提供的油菜长链非编码RNA基因、重组质粒或重组菌，可以对油菜进行分子育种并提高油菜含油量及种子粒重。