[发明专利]大豆GmNAC039或GmNAC018在调控植物根瘤固氮和/或调控产量中的应用

说明书

本发明属于基因编辑技术领域，具体涉及大豆GmNAC039或GmNAC018调控转录单元在调控植物根瘤固氮和/或调控产量中的应用；所述GmNAC039编码的蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示；所述GmNAC018编码的蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。本发明所述GmNAC039(Glyma.06G157400)和GmNAC018(Glyma.04G208300)为同源基因，本发明所述GmNAC039和GmNAC018能够调控植物根瘤衰老。

技术领域

本发明属于基因编辑技术领域，具体涉及大豆GmNAC039或GmNAC018在 调控植物根瘤固氮和/或调控产量中的应用。

背景技术

豆科植物与根瘤菌互作形成根瘤进行共生固氮，宿主植物为根瘤菌提供碳 源，而根瘤菌为植物提供生长所需的氮素。豆科植物需要严格控制根瘤的数目、 发育及衰老来调控共生固氮效率，最终实现宿主植物利益最大化。大豆是人类 植物蛋白和植物油的主要来源，在我国粮食结构中占有重要地位，但我国大豆 产量不足以满足人们的需求。因此，有待于提高大豆的产量来满足人们日增增 长的需求。大豆根瘤共生为植物全生育期提供大部分氮素，为解决大豆后期氮 需求增加与固氮效率降低之间的矛盾，可以适当延缓根瘤衰老、延长根瘤固氮 时间来提高大豆生育期总固氮量和保障生殖生长时期氮素充足供应，有效缓解 氮肥引起的环境问题，实现农业生态可持续发展。

豆科植物根瘤衰老是一个高度受控的过程，发育和环境因素都能导致根瘤 衰老，如干旱和高硝酸盐水平。在根瘤衰老过程中，类菌体裂解，在侵染细胞 的细胞质内形成大量囊泡，随后侵染细胞衰老。在豆科模式植物苜蓿中， MtNAC920直接激活衰老相关基因半胱氨酸蛋白酶MtCP2转录，促进根瘤衰老 (de Zelicourt et al.,2012)。苜蓿NAC潜在的靶基因MtCP6和MtVPE的基因 沉默能够延缓根瘤衰老，延长根瘤生长和固氮时间(PerezGuerra et al.,2010； Pierre et al.,2016)。同样，在豆科植物根瘤早衰突变体中存在大量NAC转录因 子的上调表达(Wang et al.,2016；Wang et al.,2019)。目前尚未有关于GmNAC039 或GmNAC018在调控植物根瘤衰老的报道。

发明内容

本发明的目的在于提供大豆GmNAC039或GmNAC018转录调控单元在调控 植物根瘤固氮和/或调控产量中的应用。本发明所述GmNAC039和GmNAC018 能够调控植物根瘤衰老。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供了大豆GmNAC039或GmNAC018在调控植物根瘤固氮和/或调 控产量中的应用，所述调控植物根瘤固氮包括以下1)～5)方面的一种或几种：

1)调控植物根瘤衰老；

2)调控植物根瘤发育；

3)调控植物根瘤数目；

4)调控植物根瘤中固氮酶活性；

5)调控植物根瘤固氮效率；

所述GmNAC039编码的蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示；所述 GmNAC018编码的蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。

优选的，所述调控植物根瘤衰老包括通过负调控GmNAC039或GmNAC018 的表达来延缓植物根瘤衰老。

优选的，所述调控植物根瘤发育包括通过正调控GmNAC039或GmNAC018 的表达来促进植物根瘤发育。

优选的，所述调控植物根瘤数目包括通过正调控GmNAC039或GmNAC018 的表达来增加植物根瘤数目。

优选的，所述调控产量包括通过负调控GmNAC039或GmNAC018的表达来 提高产量。