[发明专利]小麦组蛋白去乙酰化酶基因TaHD2C及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种组蛋白去乙酰化酶基因及其应用，尤其涉及一种小麦组蛋白去乙酰化酶基因TaHD2C及其应用，属植物基因工程技术领域。

背景技术

高等植物生命周期由营养生长和生殖生长两个阶段组成，其转换过程称为花期转换(或称开花诱导)。该过程受植物自身遗传和外界环境等因素影响。拟南芥开花诱导主要受四种途径的控制：即光周期途径、春化途径、赤霉素途径和自主途径(Andresetal.,2012)。

植物的生长与季节相关，表现在受日照长短(光周期)的调控(Langetal.,1952)。这种植物对黑白昼夜交替变化节律的响应称为光周期现象。与光周期相关的关键基因主要有：GIGANTEA(GI)，FLAVINKELCHFBOX1(FKF1)，CONSTANS(CO)，FLOWERINGLOCUST(FT)等(Putterill.etal.,1995；Fowleretal.,1999)。

赤霉素(Gibrellin,GA)是植物激素的一种，可在生长发育的不同阶段(如：种子萌发、植株伸长、叶形、叶绿素含量和花期转换等过程)调控植物的生长发育。GA主要通过活性GA和GA的负调控因子DELLA蛋白两个信号分支途径来影响花的发育。其中，活性GA分支途径：可在花发育的早期诱导SOC1表达进而促进LFY的表达。GA亦可促进miR159及其靶基因MYB33的表达(Achardetal.,2004)，后者可调控LFY的表达。DELLA蛋白分支途径：GA促进DELLA蛋白的降解从而解除对上述基因的抑制，促进开花；DELLA蛋白中的RGA，RGL1和RGL2在花发育过程中起主要作用。

组蛋白去乙酰化酶(HDACs)是一种古老的酶家族成员，在动植物、原始细菌和真菌中均有发现。植物中的HDACs划分为RPD3/HDA1、HD2和SIR2三个家族(Pandeyetal.,2002)。其中，HD2(HD-tuinsfamily)家族为植物所特有，已报道的HDACs有小麦组蛋白去乙酰化酶2(HDAC2)，其基因命名为TaHDAC2，DQ656602.1。但在申请人利用盐胁迫基因芯片深入研究中时发现，采用嵌套PCR技术扩增得到的cDNA，经Blast比对分析，其与已知TaHDAC2有一个碱基对的差异，且蛋白序列出现差异，检索该cDNA功能以及小麦组蛋白去乙酰化酶基因功能的相关文献，未见其具有调控植物开花期转换或产量变化等功能的报道。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种小麦组蛋白去乙酰化酶基因TaHD2C及其应用。

本发明所述的小麦组蛋白去乙酰化酶基因TaHD2C，其特征在于：所述基因cDNA的核苷酸序列如SEQIDNo.1所示；所述基因cDNA编码的氨基酸序列如SEQIDNo.2所示。

本发明所述小麦组蛋白去乙酰化酶基因TaHD2C在调控植物过表达系花期转换中的应用。

本发明所述小麦组蛋白去乙酰化酶基因TaHD2C在通过花枝数目的调控实现影响转基因植物产量中的应用。

其中：所述植物优选是拟南芥或普通小麦。

上述小麦组蛋白去乙酰化酶基因TaHD2C是申请人利用盐胁迫基因芯片研究发现，并采用嵌套PCR技术进行两轮PCR扩增得到。该基因cDNA的核苷酸序列是一条全长为1310bp的cDNA，其编码的氨基酸序列由311个氨基酸组成，经Blast比对分析，发现其与一个已登出的小麦序列(TaHDAC2)(DQ656602.1)有一个碱基对的差异，且蛋白序列出现差异，故确定为新的基因，并将该基因命名为小麦组蛋白去乙酰化酶基因TaHD2C。

具体包括，申请人根据小麦山融3号(SR3)全长数据库信息，分别设计引物，以SR3根和叶的混合cDNA为模板，扩增全长序列，在拟南芥中进行功能验证。实验证明，所述小麦组蛋白去乙酰化酶基因TaHD2C可使拟南芥过表达系开花延迟，且不受光周期影响；与野生型相比，过表达系花期株型的花枝数目明显减少，产量降低。以此确定含有本发明所述基因的转基因植株可以实现对花期转换及花期株型(即花枝数目减少)的调控，达到对产量的调控的功能。

综上，本发明的有益效果体现在：本发明克隆得到小麦组蛋白去乙酰化酶基因TaHD2C，通过根瘤农杆菌介导的浸花法将该基因转入拟南芥。实验确认，TaHD2C基因过表达后明显推迟了植物的开花时间，并通过调控拟南芥花期转换及花期株型发育来控制拟南芥产量。该结果有望在缩短农作物育种年限及产量提升上提供帮助和支持，进一步为作物品质改良和新品种的选育奠定理论基础。

附图说明