小麦籽粒蛋白质含量相关蛋白及其编码基因和应用

本发明涉及植物遗传育种，尤其涉及小麦籽粒蛋白质含量相关蛋白及其编码基因和应用。

背景技术：

1、蛋白质是人体组织的基础物质，在各种酶的作用下参与人体内的各种代谢过程。小麦为人类提供了19%的蛋白质营养，是人类所需蛋白质的主要来源之一。小麦籽粒中的蛋白质按其在不同溶剂中溶解性的不同分为麦谷蛋白、麦醇溶蛋白、球蛋白和清蛋白四种。麦谷蛋白和麦醇溶蛋白约占籽粒蛋白质总量的80%，二者的含量和比例是影响小麦营养品质和加工品质的主要因素。小麦籽粒蛋白质含量与小麦的营养品质和加工品质关系密切。所以，小麦籽粒蛋白质含量可作为衡量小麦营养品质和加工品质好坏的重要指标。提高小麦籽粒蛋白质含量（grain protein content，gpc）是小麦品质遗传育种的重要目标。然而，到目前为止，小麦籽粒蛋白质含量相关基因的克隆少有报道。

2、有鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供了小麦籽粒蛋白质含量相关蛋白及其编码基因和应用。

2、具体的，本发明的技术方案如下：

3、第一方面，本发明提供了一种蛋白或其编码基因在提高小麦籽粒蛋白质含量中的应用，所述蛋白为tanpf5.5-2a蛋白和/或tanpf5.5-2b蛋白；所述tanpf5.5-2a蛋白的氨基酸序列如seq id no.04所示；所述tanpf5.5-2b蛋白的氨基酸序列如seq id no.02所示。

4、优选地，本发明通过提高小麦中tanpf5.5-2a蛋白和/或tanpf5.5-2b蛋白的表达量和/或活性，增加小麦籽粒蛋白质含量。

5、更优选地，本发明通过在春小麦fielder中过表达tanpf5.5-2b蛋白的表达量和/或活性，增加小麦籽粒蛋白质含量。

6、优选地，本发明tanpf5.5-2a蛋白的编码基因的核苷酸序列如seq id no.03所示。

7、优选地，本发明tanpf5.5-2b蛋白的编码基因的核苷酸序列如seq id no.01所示。

8、第二方面，本发明提供了一种提高小麦籽粒蛋白质含量的方法，通过将tanpf5.5-2a蛋白和/或tanpf5.5-2b蛋白的编码基因导入到受体小麦中，提高tanpf5.5-2a蛋白和/或tanpf5.5-2b蛋白在受体小麦中的表达量和/或活性。

9、第三方面，本发明提供了所述提高小麦籽粒蛋白质含量的方法在小麦育种中的应用。

10、第四方面，本发明提供了一种蛋白或其编码基因在早期检测小麦籽粒蛋白质含量中的应用，所述蛋白为tanpf5.5-2a蛋白和/或tanpf5.5-2b蛋白；所述tanpf5.5-2a蛋白的氨基酸序列如seq id no.04所示；所述tanpf5.5-2b蛋白的氨基酸序列如seq id no.02所示。

11、优选地，本发明通过检测小麦中tanpf5.5-2a蛋白和/或tanpf5.5-2b蛋白的表达量和/或活性，判断小麦籽粒蛋白质含量；所述判断的方法包括：若小麦中tanpf5.5-2a蛋白和/或tanpf5.5-2b蛋白的表达量和/或活性高，则小麦籽粒蛋白质含量高。

12、优选地，检测tanpf5.5-2b过表达转基因株系的引物对序列如seq id no.7和seqid no.8所示；

13、或者，检测tanpf5.5-2b蛋白表达量的引物对序列如seq id no.11和seq idno.12所示。

14、有益效果：

15、本发明提供了小麦籽粒蛋白质含量相关蛋白及其编码基因和应用，所述小麦籽粒蛋白质含量相关蛋白为tanpf5.5-2b蛋白及其同源蛋白tanpf5.5-2a蛋白。本发明研究表明：tanpf5.5-2b过表达转基因小麦株系的籽粒蛋白质含量和籽粒全氮含量具有显著优势。本发明筛选并挖掘了新的小麦籽粒蛋白质含量相关基因，不仅为小麦籽粒蛋白质含量分子遗传研究提供了理论线索，还为小麦品质分子育种提供了重要的基因资源。

技术特征：

1.蛋白或其编码基因在提高小麦籽粒蛋白质含量中的应用，其特征在于，所述蛋白为tanpf5.5-2a蛋白和/或tanpf5.5-2b蛋白；所述tanpf5.5-2a蛋白的氨基酸序列如seq idno.04所示；所述tanpf5.5-2b蛋白的氨基酸序列如seq id no.02所示。

2.根据权利要求1所述应用，其特征在于，通过提高小麦中tanpf5.5-2a蛋白和/或tanpf5.5-2b蛋白的表达量和/或活性，增加小麦籽粒蛋白质含量。

3.根据权利要求1或2所述应用，其特征在于，tanpf5.5-2a蛋白的编码基因的核苷酸序列如seq id no.03所示。

4.根据权利要求1或2所述应用，其特征在于，tanpf5.5-2b蛋白的编码基因的核苷酸序列如seq id no.01所示。

5.提高小麦籽粒蛋白质含量的方法，其特征在于，将tanpf5.5-2a蛋白和/或tanpf5.5-2b蛋白的编码基因导入到受体小麦中，提高tanpf5.5-2a蛋白和/或tanpf5.5-2b蛋白在受体小麦中的表达量和/或活性。

6.权利要求5所述提高小麦籽粒蛋白质含量的方法在小麦育种中的应用。

7.蛋白或其编码基因在早期检测小麦籽粒蛋白质含量中的应用，其特征在于，所述蛋白为tanpf5.5-2a蛋白和/或tanpf5.5-2b蛋白；所述tanpf5.5-2a蛋白的氨基酸序列如seqid no.04所示；所述tanpf5.5-2b蛋白的氨基酸序列如seq id no.02所示。

8.根据权利要求7所述应用，其特征在于，通过检测小麦中tanpf5.5-2a蛋白和/或tanpf5.5-2b蛋白的表达量和/或活性，判断小麦籽粒蛋白质含量；所述判断的方法包括：若小麦中tanpf5.5-2a蛋白和/或tanpf5.5-2b蛋白的表达量和/或活性高，则小麦籽粒蛋白质含量高。

9.根据权利要求8所述应用，其特征在于，检测tanpf5.5-2b过表达转基因株系的引物对序列如seq id no.7和seq id no.8所示；

技术总结
本发明涉及本发明涉及植物遗传育种技术领域，尤其涉及小麦籽粒蛋白质含量相关蛋白及其编码基因和应用。本发明所述小麦籽粒蛋白质含量相关蛋白为TaNPF5.5‑2A蛋白和/或TaNPF5.5‑2B蛋白。本发明研究表明：TaNPF5.5‑2B过表达转基因小麦株系的籽粒蛋白质含量和籽粒全氮含量具有显著优势。本发明筛选并挖掘了新的小麦籽粒蛋白质含量相关基因，不仅为小麦籽粒蛋白质含量分子遗传研究提供了理论线索，还为小麦品质分子育种提供了重要的基因资源。

技术研发人员：李保云,孟鑫浩,邢界文,娄鸿耀,张润琪,翟杉杉,闻诗典,尤明山,解超杰,马骏,梁荣奇,缑金营
受保护的技术使用者：中国农业大学
技术研发日：
技术公布日：2025/4/6