[发明专利]一种小麦株型调控基因及其应用

说明书

本发明公开了一种小麦株型调控基因及其应用。本发明的发明人从普通小麦栽培品种KN199中鉴定出TaD1基因，并通过稳定转基因技术证明TaD1过量表达能够导致小麦株高变矮，表明TaD1负调控小麦株高。本发明首次证明，TaD1是小麦株型的关键调控基因。

技术领域

本发明涉及一种小麦株型调控基因及其应用。

背景技术

合理的株高是构成作物理想株型的主要因素之一，是实现作物高产的关键性状。上世纪中期，人口的快速增长给全世界的粮食安全带来了非常严峻的挑战，而作物育种中遇到的“高产和倒伏的矛盾”制约着小麦、水稻等主要农作物产量的进一步提高。面对严峻的现实，以Norman Borlaug博士为代表的育种家把来自小麦品种“Norin 10”的半矮秆基因RHT1运用到小麦育种中，培育了一系列高产抗倒伏的小麦品种(例如KN199)。与此同时，中国台湾和国际水稻研究所的育种家利用起源于我国的水稻农家品种“Dee-geo-woo-gen”携带的半矮秆基因SD1育成了一系列高产抗倒伏的水稻品种。植株高度大大降低的小麦、水稻半矮秆新品种因表现抗倒伏能力强、产量潜力大等显著特点而迅速在世界范围内大面积推广应用，使得世界粮食总产在短时间内大幅度提高，从而在全世界范围内解决了当时由于人口快速增长对粮食安全带来的危机，这一历程即为众所周知的“绿色革命”。NormanBorlaug博士因此而荣获诺贝尔奖，人们把带来“绿色革命”的小麦半矮秆基因RHT1和水稻半矮秆基因SD1称为“绿色革命基因”。

小麦RHT1基因编码一个DELLA蛋白，其生化功能是在植物激素赤霉素的信号转导中起关键作用；而水稻SD1基因编码一个称为GA20ox的氧化酶，其生化功能是在赤霉素的合成中起重要作用，实际上都是利用了赤霉素对小麦、水稻株高的调控作用实现高产。而到目前为止在小麦等主要作物育种实践中，可利用的矮秆种质资源(矮秆基因)仍然过分单一，影响了新品种的增产潜力和遗传多样性。

发明内容

本发明的目的是提供一种小麦株型调控基因及其应用。

本发明提供的蛋白质，获自小麦，命名为TaD1蛋白，是如下(a)或(b)的蛋白质：

(a)由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；

(b)将序列1的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物株高相关的由序列1衍生的蛋白质。

为了使(a)中的TaD1蛋白便于纯化和检测，可在由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质的氨基末端或羧基末端连接上如表1所示的标签。

表1标签的序列

上述(b)中的TaD1蛋白可人工合成，也可先合成其编码基因，再进行生物表达得到。上述(b)中的TaD1蛋白的编码基因可通过将序列表中序列2所示的DNA序列中缺失一个或几个氨基酸残基的密码子，和/或进行一个或几个碱基对的错义突变，和/或在其5′端和/或3′端连上表1所示的标签的编码序列得到。

编码所述TaD1蛋白的基因(TaD1基因)也属于本发明的保护范围。

所述“编码TaD1蛋白的基因”为如下(1)或(2)或(3)：

(1)其编码区如序列表的序列2所示的DNA分子；

(2)在严格条件下与(1)限定的DNA序列杂交且编码与植物株高相关的蛋白质的DNA分子；

(3)与(1)或(2)限定的DNA序列具有90％以上同源性且编码与植物株高相关的蛋白质的DNA分子。

上述严格条件可为用0.1×SSPE(或0.1×SSC)，0.1％SDS的溶液，在DNA或者RNA杂交实验中65℃下杂交并洗膜。