[发明专利]小麦TaARF12基因及其应用

说明书

本发明提供了小麦TaARF12基因及其应用，属于作物分子生物学领域。本发明设计引物从中国春幼穗的cDNA中克隆TaARF12的编码区序列，TaARF12基因编码区序列在A、B、D同源染色体中的序列分别如SEQ ID NO.1‑3所示。本发明选择TaARF12特异性的RNAi片段，构建RNAi载体并转化Fielder。同时，使用CRISPR/Cas9载体构建包含两个靶位点的基因编辑载体并转化野生型Fielder。获得的RNAi转基因株系和基因编辑株系具有类似的表型，表现为株高变矮，穗子变长。说明小麦TaARF12基因能够调控植株高度和穗子长度，该基因被干扰表达后植株表现为植株变矮，穗子增长。

技术领域

本发明涉及作物分子生物学领域，更具体地，涉及小麦TaARF12基因的克隆、TaARF12 RNAi(RNA interfering)载体的构建方法，CRISPR/Cas9-TaARF12载体的应用、及TaARF12基因在调控植株高度和穗子长度中的应用。

背景技术

普通小麦是重要的粮食作物，全世界约有1/3以上的人口以小麦为主粮。小麦株高和穗长对产量的形成有重要的影响,研究其发育遗传规律有助于了解产量形成的机制。20世纪70年代，利用小麦的半矮秆基因主导的绿色革命给全球小麦产量带来了很大的增长。降低株高可以提高小麦的抗倒性，可以在育种中充分利用矮杆基因选育出抗倒伏、大穗、高产的品种。穗长是小麦的一个重要农艺性状，小麦穗长性状与小麦的三个产量构成因素密切相关，更长的穗为增加小穗数、穗粒数和千粒重提供了可能，有利于小麦产量的提高。

生长素是植物体内普遍存在的植物激素，在植物的顶端优势、根和茎的形态建成等植物生长发育的阶段起重要作用。生长素响应因子(ARF,auxin response factor)是一类可以结合顺式应答元件并介导生长素信号反应的转录因子家族。ARF蛋白包括3个保守的结构域，N端的B3 DNA结合结构域，具有结合下游基因的作用；中间的激活结构域(AD)和抑制结构域(RD)，决定ARF发挥激活还是抑制作用；C端的CTD结构域，决定ARF与其它蛋白的互作。目前ARF基因的研究一般集中在根系方面，比如OsARF12，生长素应答基因的转录激活因子，在水稻中调节根的伸长。然而目前为止，小麦中ARF基因的研究很少，尤其TaARF12在小麦中的功能研究和生产应用。因此有必要在小麦中RNAi及敲除TaARF12，深入研究TaARF12在小麦中的作用。

发明内容

本发明的目的在于提供小麦TaARF12基因及其应用。

在六倍体小麦中国春的幼穗中扩增TaARF12基因，得到在A、B、D同源染色体上的基因序列，分别如SEQ ID NO.1-3所示，该基因命名为TaARF12，该基因定位于第二染色体同源群上。

本发明提供了小麦TaARF12基因在小麦育种中的应用。

本发明提供了小麦TaARF12基因在调控植株高度中的应用。

本发明提供了小麦TaARF12基因在制备转基因植物中的应用。

本发明提供了小麦TaARF12基因在调控穗伸长中的应用。

本发明提供了小麦TaARF12基因在植物种质资源改良中的应用。

所述植物包括但不限于小麦。

具体地，本发明所述的小麦TaARF12基因位于小麦第二同源群上，其在小麦2A同源染色体的序列如SEQ ID NO.1所示，其在小麦2B同源染色体的序列如SEQ ID NO.2所示，其在小麦2D同源染色体的序列如SEQ ID NO.3所示。

本发明提供了用于克隆小麦TaARF12基因的引物组合，其核苷酸序列如SEQ IDNO.4-5所示。

相应地，本发明提供了小麦TaARF12基因的克隆方法，利用SEQ ID NO.4-5所示的特异性引物组合，以小麦穗子cDNA为模板，PCR扩增得到小麦TaARF12基因。