[发明专利]一种调控谷子生长发育的SiPLATZ12基因及其应用

说明书

本发明公开了一种调控谷子生长发育的SiPLATZ12基因及其应用。本发明从谷子中分离和克隆到核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示的基因SiPLATZ12，将该基因在谷子中超量表达后，得到株高变矮、茎杆变粗、穗和籽粒显著增大的转基因植株，具体表现为：超表达SiPLATZ12基因的株系与野生型株系相比，谷子的株高和穗位茎长明显降低，谷子的茎宽、单穗的穗长、穗宽和单穗产量、籽粒的粒长、粒宽和千粒重均明显增加，从而能够实现促进谷子穗和籽粒发育而提高谷子产量的作用。因此，SiPLATZ12基因对于提高谷子产量具有重要的理论及实际意义，将在作物高产品种改良中发挥重要作用，应用前景广阔。

技术领域

本发明属于生物技术领域，尤其涉及一种调控谷子生长发育的SiPLATZ12基因及其应用。

背景技术

谷子属于禾本科黍亚科狗尾草属，被誉为“五谷之首”，是重要的粮食作物。谷子具有丰富的营养，其蛋白质含量高，籽粒中含有17种氨基酸，不饱和脂肪酸约占85％，且含有丰富的维生素A、B1、B2和E、铁、镁、硒等微量元素。谷子是自花授粉的二倍体C4植物，基因组小，生长周期短，单穗结实多，目前已经获得了多套参考基因组；作为我国起源的特色杂粮作物，目前正在发展成为禾本科尤其是黍亚科作物功能基因研究的模式作物，是禾本科作物C4光合和逆境响应研究的优良研究材料。

PLATZ是植物特有的一类转录因子，首次是在豌豆中发现的。豌豆PLATZ1是一种锌离子依赖的DNA结合蛋白，能非特异地结合在富含A/T碱基的序列上发挥转录抑制的作用。PLATZ1具有C-x2-H-x11-C-x2-C-x(4-5)-C-x2-C-x(3-7)-H-x2-H和C-x2-C-x(10-11)-C-x3-C两个锌指结构域。在拟南芥中，PLATZ共有12个同源基因，其中AtPLATZ1和AtPLATZ2参与调节种子脱水耐性，AtPLATZ3调控叶的大小和衰老，AtPLATZ负调控拟南芥的耐盐性和生长。玉米中PLATZ1(FL3)参与调控胚乳发育。棉花中PLATZ1响应渗透胁迫和盐胁迫。PLATZ家族基因在植物的生长发育过程中起着非常重要且独特的作用。因此，对于PLATZ家族蛋白的研究具有十分重要的意义。但目前谷子中PLATZ家族成员尚未有报道。

发明内容

本发明提供了一种调控谷子生长发育的SiPLATZ12基因及其应用。本发明从谷子中分离和克隆到SiPLATZ12基因，将其全长cDNA连接到35S启动子启动的表达载体上，利用农杆菌侵染转化谷子，实验证实SiPLATZ12基因能使谷子表现出株高变矮、茎杆变粗、籽粒明显增大的表型，显著提高了谷子单株产量。

为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案予以实现：

本发明提供了一种调控谷子生长发育的SiPLATZ12基因，所述SiPLATZ12基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。

进一步的，所述SiPLATZ12基因的CDS核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示；其编码产生的PLATZ12蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.3所示。

本发明提供了所述的SiPLATZ12基因在促进谷子穗和籽粒发育及提高谷子产量中的应用。

进一步的，将含有SiPLATZ12基因的超表达载体转化到谷子中获得具有株高变矮、茎杆变粗、穗和籽粒增大，且高产量的谷子株系。

进一步的，所述含有SiPLATZ12基因的超表达载体是通过提取谷子RNA、RNA反转录成cDNA、基因克隆，再与35S启动的pCAMBIA 1305.1表达载体连接获得的。

进一步的，所述基因克隆的引物序列为：

P1：5′-ATGGCAATCGAAGATGAATCG-3′；