AIL6基因在增强种子休眠期中的应用

本发明属于生物技术和作物基因工程领域，具体涉及atail6和bnaail6调控种子萌发的应用。

背景技术：

1、种子休眠是指在外界温度、湿度和空气等条件适宜时种子暂时不能萌发的现象。种子休眠是植物规避不良生长环境的特殊机制。造成种子休眠有多种原因，比如种子发育的不完全成熟，种皮的物理限制，植物激素含量和信号通路平衡的变化(finkelstein等,2008)。

2、人们在对作物选择和驯化过程中，由于更多关注种子出苗的整齐度和高发芽率，造成了很多作物种子休眠程度低或丧失了休眠特性。这也带来了一些负面的影响。如杂交小麦不育系种子在收获前易发生萌发性的生理变化和形态变化，而使种子播种品质和耐藏性受到严重影响(韩云民等，1991)。水稻、小麦、玉米、大麦、高粱、油菜等作物种子在收获前遇久雨不晴，高温高湿天气容易诱发种子在穗上或在种荚中发芽,显著降低种子活力和种子质量，严重地影响了作物的产量、品质和种用价值，造成农业生产上的严重经济损失(王小春和杨文钰，2003)。我国杂交水稻制种田平常年份有10％～30％穗发芽,平均减产1～2成,灾害严重的年份穗发芽率可达50％以上，有的繁殖田达60％～80％，减产可达5成以上(罗潇等，2007)。特别是长江流域和西南地区多年受“穗芽”问题困扰，严重影响了杂交水稻种子的质量。

3、增加种子休眠可以有效避免上述“穗芽”等问题。为了有效控制穗发芽，研究者们根据穗发芽的生理基础和发生机制进行了多方面的尝试，主要采用两种途径，一是选用抗(耐)穗发芽品种。遗憾的是，由于杂交水稻品种休眠期一般都较短或不明显，目前还未筛选出抗性基因，也未见有选育出明显的抗穗发芽的水稻品种的报道。二是应用化学调控技术控制穗发芽。如施用多效唑、穗萌抑制剂、aba等，但尚存在有一些不足，如使用量太大，成本较高，作用缓慢持续，不能根据天气变化灵活采取措施；休眠不易剔除，影响下一代种子质量等(王小春和杨文钰2003)。现代分子生物学研究为解析休眠的分子机制提供了可能，也为控制种子发芽进程提供了有效手段。

技术实现思路

1、基于发明人新的研究发现，本发明提供了ail6基因在增强种子休眠中的应用，所述ail6基因序列如seq id no.1序列(标粗的为cds序列)或seq id no.3序列所示。或者，所述ail6基因编码的蛋白如seq id no.2序列或seq id no.4序列所示。

2、进一步，所述ail6基因通过上调della蛋白和抑制赤霉素合成增强种子休眠。

3、进一步，所述休眠可通过延长储存时间被打破。

4、本发明还提供了含有上述的ail6基因的表达载体。进一步，所述表达载体为pha-ail6-dsred-pk7wg2d，其中，pha为phaseolin启动子，dsred为荧光标记蛋白基因表达盒，pk7wg2d为表达载体骨架。

5、本发明同时提供了含有上述表达载体的大肠杆菌或农杆菌细胞。

6、本发明进一步提供了一种种子育种方法。所提供的种子育种方法是在作物种子中高表达上述的ail6基因。以增强种子休眠。

7、本发明在模式植物拟南芥野生型和可解除转基因共抑制的拟南芥突变体中，揭示了ail6基因在种子萌发中的功能，可以有效抑制种子发芽，抑制短时间储藏的种子萌发，增强种子休眠。在实际应用中可以通过调整种子贮藏时间来控制种子的萌发可以逐渐恢复种子发芽，这对农业上保存种子，抑制种子穗萌发及适应不同时间储藏要求的种子具有重要价值。

技术特征：

1.ail6基因在增强种子休眠中的应用，所述ail6基因序列如seq idno.1序列或seq idno.3序列所示。

2.ail6基因在增强种子休眠中的应用，所述ail6基因编码的蛋白如seq id no.2序列或seq id no.4序列所示。

3.如权利要求1或2所述的应用，其特征在于，ail6基因通过上调della蛋白和抑制赤霉素合成增强种子休眠。

4.如权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述休眠可通过延长储存时间被打破。

5.含有权利要求1所述的ail6基因的表达载体。

6.如权利要求5所述的表达载体，其特征在于，所述表达载体为pha-ail6-dsred-pk7wg2d，其中，pha为phaseolin启动子，dsred为荧光标记蛋白基因表达盒，pk7wg2d为表达载体骨架。

7.含有权利要求5所述表达载体的大肠杆菌或农杆菌细胞。

8.一种种子育种方法，其特征在于，在作物种子中高表达权利要求1所述的ail6基因。

技术总结
本发明属于生物技术和作物基因工程领域，具体公开了AIL6基因在增强种子休眠中的应用。所涉及的AtAIL6和BnaAIL6基因分别为序列SEQ IDNO.1和序列SEQ ID NO.3所示。本发明的AIL6可用于增强种子休眠，这种休眠是由于激活RGL2和RGL3两种DELLA基因表达和抑制赤霉素合成引起的，该休眠可以通过延长储存时间打破。本发明在控制农作物种子萌发方面具有重要应用价值，可以用于控制种子萌发时机如抑制穗发芽等。

技术研发人员：张猛,刘香伶
受保护的技术使用者：西北农林科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13