[发明专利]大豆开花时间调节基因GAL2及其应用

说明书

技术领域

本发明属于基因工程技术领域，具体涉及大豆开花时间调节的基因GAL2，及其在植物育种中的应用。

背景技术

大豆是我国五大类农作物之一，在国民经济中的作用相当广泛：(1)是人和动物植物蛋白质的重要来源；(2)是食用油的主要来源之一；(3)大豆是可再生能源——生物柴油的主要生产原料之一；(4)大豆中含有大量生物活性物质，如异黄酮、D-手性肌醇。但是，多年来，我国大豆供应状况一直是50％依赖于进口。进口大豆明显冲击着我们大豆生产。提高大豆的产量是改变这一状况、实现大豆自给的关键。

虽然我国的大豆资源很丰富，但各地的大豆品种相对单一，而且生育期受当地光周期制约，各地之间不能进行任意引种栽培。为了改变农作物的开花习性，在生产上常采用晚熟品种适时早播，提早通过光照阶段，提早开花，延长有效花期范围，提高和发挥晚熟大豆品种生产潜力；在生产上还利用各种生长调节剂来促进植物生长。但是这些措施不能从根本上解决大豆光周期广适性问题，而喷施各类植物生长调节剂会引起环境污染问题。另一方面，人们通过遗传育种方法进行大豆品种改良。如用光周期诱导方法来筛选广适性大豆亲本。通过日中性、耐低温、极早熟品种的选育，使大豆生产向高纬度、高海拔、高寒地区推广；同时，通过选育短光性强、适应高温条件的极晚熟品种，使大豆栽培向低纬度和亚热带地区延伸。虽然，这些传统的遗传育种方法应用很广，但是这种方法的周期长，效果也不显著。

目前，对拟南芥开花分子机理有较详细的认识。分子生物学和遗传学等方面的研究结果表明，拟南芥的开花受四条途径的控制，即光周期途径、自主与春化途径和赤霉素途径Mouradov A，Cremer F，Coupland G.2002.Control of flowering time：interacting pathways as abasis for diversity.Plant Cell，14 Suppl：S111-30。Blázquez MA，2005.The Right Time and Place for Making Flowers.Science，309：1024-1025。这些开花途径既相对独立，又相互影响，通过各自的一些关键基因和辅助基因将外界和内部信号进行加工分析，最后将信号传递给开花整合子FT和SOC1从而调节植物的开花过程(Suarez-Lopez P，Wheatley K，Robson F， Onouchi H，Valverde F，Coupland G，2001 CONSTANS mediates between the circadian clockand the control of flowering in Arabidopsis.Nature.410：1116-20.Hepworth SR，Valverde F， Ravenscroft D，Mouradov A，Coupland G， 2002.Antagonistic regulation of flowering-time geneSOC1 by CONSTANS and FLC via separate promoter motifs.EMBO J.Aug 15；21(16)：4327-37)。在拟南芥调节开花的分子网络中，AGL(AGAMOUS-Like)基因家族占据着重要的地位。该家族都是一些小分子基因，其mRNA长度一般在1kb以下，具有典型的结构域MADS-box，其成员多与开花调节有关。如开花整合子SOC1是AGL20，自主与春化途径的关键基因FLC是AGL25，另外还有重要的开花基因AG、AP1、AGL11等，它们在拟南芥开花调控中发挥了重要作用。

然而，有关大豆开花时间调节的分子机理目前还不清楚，通过开花时间调节相关基因来增加大豆栽培的广适性的技术还属空白。

发明内容

本发明的目的在于：1、分离克隆大豆GAL2基因；2、提供GAL2基因的编码蛋白质；3、提供上述基因在植物育种中的应用，特别是在选育大豆新品种中的应用。

GAL2是第二个从大豆中分离并获功能鉴定的AGL家族基因，其中的G为Glycine max(Linn)Merril的首字母，AL为AGL的缩写。