[发明专利]一种甘蓝型油菜昆虫抗性及种皮颜色相关Bn HXK9

说明书

本发明属于油菜基因工程技术领域，涉及油菜分子育种领域，提供了一种甘蓝型油菜昆虫抗性及种皮颜色相关Bn HXK9基因及其应用。所述基因的核苷酸序列如序列表中SEQ ID NO.1所示。该基因的表达与种皮的颜色相关。降低该HXK9的表达量，种皮的颜色加深变黑，而种皮颜色与种子的含油量相关该基因还植株抗虫性有关。降低该HXK9的表达量，叶片组织的渗透性增加。叶片抗虫性降低。因此，过表达该Bn HXK9基因，将有利于在后代中选择高产、抗虫新材料。

技术领域

本发明属于油菜基因工程技术领域，涉及油菜分子育种领域，具体涉及一种甘蓝型油菜昆虫抗性和种皮颜色相关Bn HXK9基因及其应用。该基因编码一种己糖激酶。

背景技术

高等植物的叶片中存在经过光合作用产生的以蔗糖为主的化合物，然后被运输到不同的器官，这些化合物既能够被保存在细胞中，也可以在酶的作用下降解为己糖，己糖在植物体的生命过程中不仅是主要的碳和能量来源，也可以作为重要的信号分子。己糖激酶(Hexokinase, HXK)可以将葡萄糖催化形成葡萄糖-6-磷酸，葡萄糖只有被己糖激酶磷酸化以后才可以进入糖酵解途径，为生物体的生长发育供给能量和一些重要的中间代谢物质。己糖激酶是一种双功能的酶，不但可以促使己糖磷酸化，而且在感应和传导糖信号方面发挥着重要作用。己糖激酶在植物体的生长发育过程中具有重要的作用。已有的研究证明HXK基因与生长代谢有关，当烟草HXK1基因表达量降低后，植株发育迟缓，叶子变小，生长发育受到抑制，叶绿体中的基粒堆积散乱。在拟南芥中HKL1基因对拟南芥的生长发育过程中起负调控的作用，HKL1基因影响幼苗下胚轴的生长和侧根的发育。Moore等人发现拟南芥突变体gin2-1在生长过程中芽和根的生长受到显著地抑制，叶片伸展程度降低，但是植株顶端优势增加，对生长素的敏感度降低，对细胞分裂素的敏感度增加。Dai等人将拟南芥己糖激酶编码基因AtHXK1转入番茄中形成过表达体系，过表达植物与对照相比快速衰老，表明己糖激酶参与了植株的衰老调控，其中转基因果实的果实重量和幼果中的淀粉含量都明显降低。

己糖激酶还影响了花粉的开裂。Xu等人通过RNA干扰技术抑制水稻中OsHXK10基因的表达，发现RNA干扰型水稻的花药与野生型相比不能正常的开裂散粉。RNA干扰型水稻的花粉萌发率降低，种子的饱满度也显著降低。

植物在生长发育过程中，经常会受到一些植食性昆虫的危害。为抵御害虫的侵袭，植物在长期的进化中，形成了特有的复杂的防御体系。植物依靠自身产生的一些物质或自身的因素影响和控制害虫的数量和分布，从而使植物免遭虫害或者抵御虫害。

甘蓝型油菜属于十字花科，在世界油料作物中占有重要地位，是继大豆油和棕榈油之后的第三大植物油来源，也是植物蛋白饲料的重要来源之一。在油菜遗传育种中，黄籽性状之所以会引起国内外育种家们的高度关注，主要是因为在相同的遗传背景下，与黑籽相比，黄籽甘蓝型油菜品系具有种皮薄，含油量和蛋白质含量高，皮壳率、木质素、纤维素和多酚含量低，品质良好等一系列优点。研究结果表明，一般的甘蓝型油菜的黄籽品系纤维素含量比黑籽低5％，而含油量和蛋白质含量分别高2 .5％和2 .6-5％。另外，黄籽油菜在压榨后，油质清澈透明，毛油中色素少，易于脱色加工，经榨取后的饼粕中蛋白质含量高、木质素和纤维素含量低，有毒物质或抗营养物质(主要包括硫苷、植酸、单宁和芥子碱等)少等，提高了饼粕的饲用价值。近年来，随着菜籽油逐渐被用于生物柴油原料油，且黄籽菜油比黑籽菜油更易于合成高质量的生物柴油，制作成本也比较低。因此，自20世纪80年代以来，国内外都将甘蓝型黄籽油菜选育作为油菜育种的重要主攻方向，油菜黄籽性状研究越来越成为一个世界性的热点问题。

发明内容