[发明专利]多效性基因SbSnf4及其在提高高粱茎杆含糖量和生物产量中的应用

说明书

本发明公开一种多效性基因SbSnf4及其在提高高粱茎杆含糖量和生物产量中的应用，本发明提供的基因SbSnf4，为SEQ ID NO.1所示的DNA分子，或者在严格条件下与SEQ ID NO.1限定的DNA序列杂交且编码提高糖含量及生物产量相关蛋白的DNA分子；或者与SEQ ID NO.1限定的DNA序列具有99％以上同源性，且编码提高糖含量及生物产量相关蛋白的DNA分子。发明人通过关联分析方法定位了该基因，在高粱中过表达SbSnf4基因，发现转基因植株高粱茎杆含糖量及整株生物产量均显著增加，即成功提高高粱的糖产量及生物产量。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，具体涉及多效性基因SbSNF4及其在提高高粱茎杆含糖量和生物产量中的应用。

背景技术

高粱(Sorghum bicolor)是C4光合系统的禾本科一年生草本植物，光合效率高，具备抗旱、耐涝、耐盐碱和适应性强等特性，在世界各国广为栽培，是世界第五大粮食作物。甜高粱是普通高粱的一个变种，除具有普通高粱的一般特征外，茎秆中积累了大量的糖分。甜高粱茎秆中液汁的含糖量与甘蔗相当，占茎秆总重量的9％-12％。与甘蔗相比，甜高粱单位面积转化乙醇的产量更高，还具有生育期短、耐冷性更强、适宜在更大的范围种植的优点。另外，甜高粱生物产量高，能有效利用干旱、盐渍化和瘠薄的边际土地，被认为是最具有发展潜力的新型饲草作物。因此，甜高粱是一种极具应用前景的可再生能源和饲用作物。

茎秆含糖量是甜高粱育种中的一个重要性状，而且也是衡量甜高粱生产燃料乙醇能力的一个重要指标。由于茎秆含糖量性状涉及到植物糖生物合成、转运和储存、能量代谢等一系列生理过程。从目前的研究来看，茎秆含糖量是一个复杂的数量性状。虽然已经定位了一些相关的QTL位点，但未见有关于该性状的基因克隆和功能分析的研究报道。

发明内容

本发明的目的是提供一个提高高粱茎杆含糖量及整株生物产量的基因SbSnf4，及其编码蛋白质和应用。发明人通过关联分析方法定位了该基因，在高粱中过表达SbSnf4基因，发现转基因植株高粱茎杆含糖量及整株生物产量均显著增加，即成功提高高粱的糖产量及生物产量。

本发明提供的基因SbSnf4，为SEQ ID NO.1所示的DNA分子，或者在严格条件下与SEQ ID NO.1限定的DNA序列杂交且编码提高糖含量及生物产量相关蛋白的DNA分子；或者与SEQ ID NO.1限定的DNA序列具有99％以上同源性，且编码提高糖含量及生物产量相关蛋白的DNA分子。

序列表中的SEQ ID NO.1由1359个核苷酸组成。

本发明还提供了一种上述基因SbSnf4编码的蛋白质，即蛋白SbSNF4。

具体的，本发明提供的蛋白质，选自如(a)或(b)所示的任一种：

(a)由SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；

(b)将SEQ ID NO.2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/或添加且与提高糖含量及生物产量相关的由SEQ ID NO.2衍生的蛋白质。

序列表中SEQ ID NO.2，由452个氨基酸组成的蛋白质。

本发明还提供了含有所述基因SbSnf4的重组表达载体、表达试剂盒、转基因细胞系或重组菌。含有以上任一所述基因的重组表达载体也属于本发明的保护范围。

可用现有的植物表达载体构建含有所述基因的重组表达载体。

本发明用于基因SbSnf4重组表达载体所用的基础植物表达载体可以为本领域的常规载体，所用的植物表达载体还可包含外源基因的3’端非翻译区域，即包含聚腺苷酸信号和任何其它参与mRNA加工或基因表达的DNA片段。