[发明专利]一种抑制小麦籽粒储藏蛋白合成的转录因子ODORANT1及其应用

说明书

本发明公开了一种能抑制小麦籽粒储藏蛋白（Seed storage protein,SSP）合成的转录因子及其应用。所述转录因子是由SEQ ID No.1、SEQ ID No.2、SEQ ID No.3、或SEQ ID No.4所示核苷酸序列组成。本发明还公开了所述转录因子在普通小麦中抑制灌浆期SSP基因的表达最终降低成熟籽粒中的SSP含量中的应用。所述转录因子过表达系和所述转录因子RNAi系的株高、有效分蘖和穗粒数等农艺性状都没有受到显著影响。所述转录因子能够抑制小麦灌浆期SSP基因的表达，最终降低成熟籽粒中SSP的积累。

技术领域

本发明涉及遗传工程领域，具体涉及一种抑制小麦籽粒储藏蛋白含量的转录因子及其应用。

背景技术

普通小麦 (Triticum aestivum L., 2n=6x=42, AABBDD) 是世界三大作物之一，也是人类日常生活中的主要粮食作物。普通小麦除了适应性强、产量高之外，其面团独特的弹性和延展性使得面粉能够被加工成面包、馒头、面条等多种食品。小麦的这种特性主要是因为其籽粒中的储藏蛋白(Seed storage protein, SSP) 赋予了面团独特的黏弹特性。

储藏蛋白包括麦谷蛋白和醇溶蛋白，其亚基组成和蛋白含量都能够影响小麦的加工品质。麦谷蛋白根据其分子量的大小又可以分为高分子量麦谷蛋白 (High-molecular-weight subunits, HMW-GSs, 70 kDa-90 kDa) 和低分子量麦谷蛋白 (Low-molecular-weight subunits, LMW-GSs, 20 kDa-45 kDa)。根据醇溶蛋白在A-PAGE上的迁移速率可以将其分成α, γ和ω三类。SSP占小麦籽粒总蛋白的80%左右，含有大量的谷氨酰胺和脯氨酸，但必需氨基酸赖氨酸的含量非常低，从而降低了小麦的营养价值。在禾本科作物中，当籽粒中SSP的含量降低时，非储藏蛋白的含量由于补偿效应会增加，从而增加籽粒中必须氨基酸的含量，提高其营养价值。

通常人们通过诱变、RNAi和CRISPR/Cas9等手段获得一些低SSP含量的种质资源来改善普通小麦的加工品质。同时，在灌浆过程中SSP基因的表达受到转录因子的调控，这些转录因子通过与SSP基因启动子区的顺式作用元件结合从而调控SSP基因的表达。通过筛选和利用调控SSP基因表达的转录因子来改善小麦籽粒中SSP含量是一种有效的方法。人们在谷类作物中主要鉴定了三类参与SSP基因表达调控的转录因子bZIP、Dof和R2R3 MYB。在小麦中主要有SPA (bZIP)、WPBF (Dof)、GAMYB-D (MYB) 和TaGAMyb (MYB)参与SSP基因的表达调控，但这些转录因子均是上调SSP基因的表达。到目前为止，小麦中除了SHP(MYB)外，没有发现其他抑制SSP基因表达的转录因子。小麦中的R2R3 MYB类转录因子TaODORANT1参与了干旱和盐胁迫逆境响应。我们的共表达分析表明乌拉尔图小麦的TuODORANT1和SSP基因在胚乳灌浆期共表达，这暗示了TuODORANT1可能参与了SSP基因的表达调控。

发明内容