柳枝稷分蘖数及生物量调控基因ENT、其编码蛋白、表达载体及其应用

本发明申请涉及分子育种，具体涉及一种柳枝稷分蘖数及生物量调控基因 ent、其编码蛋白、表达载体及其应用。

背景技术：

1、柳枝稷（ panicumvirgatum l.），是禾本科、黍属植物。原产于北美，中国引种栽培。其种植成本低，生长迅速，对环境适应性强。柳枝稷是一种优良的饲草、水土保持和风障植物，同时也是生物燃料和生产替代能源的生物原料。

2、柳枝稷的分蘖数、株高等性状是决定其生物产量的重要因素。目前已鉴定出一些与柳枝稷生物量相关的基因，如 ap13、ap2、myb4、ar、loc_arab(tsch2)和loc_rice(cpg)等。但生物量是复杂的数量性状，由多基因控制，目前所获得的功能基因还不足以全面阐明柳枝稷生物量形成的分子机制。因此，需进一步挖掘更多的柳枝稷生物量相关性状的基因并解析其利用途径，从而丰富生物量形成的遗传基础，并为柳枝稷新品种选育提供优良的基因资源。

3、公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、发明人研究发现，在柳枝稷中存在有三个基因 p.virgatumv4.1| pavir.8kg023000.1.p、 p.virgatumv4.1|pavir.5kg274600.1.p和 p.virgatumv4.1| pavir.4kg280000.1.p与玉米 kwe2基因同源，发明人基于所创制的该三个基因敲除的三突，明确了其在柳枝稷分蘖、株高等性状上的表现和对生物产量的调控作用；从而为利用该基因以提高柳枝稷的生物量提供了坚实的技术支撑。

2、本发明的目的之一在于提供一种柳枝稷分蘖数及生物量调控基因 ent，其核苷酸序列为下组中的至少一种：

3、（1）如seq id no.1、seq id no.2或seq id no.3所示；

4、（2）在seq id no.1、seq id no.2或seq id no.3的基础之上经过一至数个碱基替换和/或一至数个碱基的插入和/或缺失以及大片段的核苷酸序列插入/缺失/移位/倒位所形成的能影响生物量相关性状表型的dna分子。

5、本发明公开的另一个方面，提供一种柳枝稷分蘖数及生物量调控基因 ent的编码蛋白，其氨基酸序列为下组中的至少一种：

6、（1）由seq id no.1、seq id no.2或seq id no.3所编码的氨基酸序列组成的蛋白质；

7、（2）如seq id no.4、seq id no.5或seq id no.6所示；

8、（3）由seq id no.4、seq id no.5或seq id no.6经过一个或数个氨基酸残基的取代、缺失和/或添加且具有影响生物量相关性状的蛋白质。

9、本发明公开的第三个方面，提供一种含所述柳枝稷分蘖数及生物量调控基因 ent的重组表达载体、表达盒、转基因细胞系或者重组菌。

10、本发明公开的第四个方面，提供一种鉴定柳枝稷调控基因 ent突变的引物对，其序列如下：

11、cas9-caps-f: 5’-cgatccaccaccttccgc-3’；

12、cas9-caps-r: 5’-gggtaggcggagccagtg-3’。

13、本发明公开的第五个方面，将所述基因 ent、所述重组表达载体或所述引物对应用在柳枝稷生物量性状改良及优势品种/品系选育当中。

14、例如，沉默/下调表达所述柳枝稷基因 ent，以增加柳枝稷株高、有效分枝数（分蘖数）等性状。

15、本发明可转化的植物可以是单子叶和双子叶植物，包括但不限于柳枝稷、苜蓿、玉米、小麦、大麦、黑麦、棉花、甘薯、向日葵、马铃薯、大豆、豌豆、高粱、拟南芥属等。

16、本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下任一技术效果或优点：

17、1.对柳枝稷分蘖数及生物量调控基因 ent进行crispr/cas9敲除，获得纯合的crispr-cas9突变体，明确了 ent基因对柳枝稷的株高、分蘖数等性状表现的影响；确定了其对柳枝稷生物生物量的调控作用，从而为利用 ent基因提高柳枝稷生物产量提供了有力的技术支撑。

18、2.利用本申请公开的基因及方法，可方便柳枝稷及玉米、小麦等农作物高产育种材料创制，缩短农作物新品种的选育周期，降低选育成本，提高育种效率。

技术特征：

1.一种柳枝稷分蘖数及生物量调控基因ent，其核苷酸序列为下组中的至少一种：

2.一种柳枝稷分蘖数及生物量调控基因ent的编码蛋白，其氨基酸序列为下组中的至少一种：

3.一种含有权利要求1所述柳枝稷分蘖数及生物量调控基因ent的重组表达载体、表达盒、转基因细胞系或者重组菌。

4.一种鉴定柳枝稷分蘖数及调控基因ent突变的引物对，其序列如下：

5.权利要求1所述柳枝稷分蘖数及生物量调控基因ent、权利要求3所述重组表达载体或权利要求4所述引物对在柳枝稷生物量性状改良及优势品种/品系选育中的应用。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，沉默/下调表达柳枝稷基因ent，以增加柳枝稷分蘖数、株高和/或生物产量。

7.权利要求1所述柳枝稷分蘖数及生物量调控基因ent、权利要求3所述重组表达载体或权利要求4所述引物对在调控柳枝稷分蘖数、株高或/和生物量中的应用。

技术总结
本申请公开了一种柳枝稷分蘖数及生物量调控基因ENT、其编码蛋白、表达载体及其应用；本申请对柳枝稷的ENT基因（P.virgatum v4.1|Pavir.8KG023000.1.p、P.virgatum v4.1|Pavir.5KG274600.1.p和P.virgatum v4.1|Pavir.4KG280000.1.p）进行CRISPR/Cas9敲除，明确了ENT基因对柳枝稷株高、分蘖等性状表现的影响；确定了其对柳枝稷生物量的调控作用；从而为利用ENT基因提高柳枝稷生物量奠定了坚实的技术基础。

技术研发人员：汤继华,付志远,王洪秋,薛亚东,郭战勇,李卫华,陈晓阳
受保护的技术使用者：河南农业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13