TaAPO1蛋白或其编码基因在调控小麦表型和产量中的应用

本发明涉及植物分子生物学，尤其涉及taapo1蛋白或其编码基因在调控小麦表型和产量中的应用。

背景技术：

1、小麦是仅次于水稻的第二大粮食作物，也是全球35%~40%人口的主食，因此，解析调控小麦产量形成的遗传和分子机制至关重要。小麦产量构成的三要素是单位面积穗数、穗粒数和粒重，其中穗粒数和粒重主要受控于穗型发育状况，也是小花分化、发育和结实的最终体现，因此对小麦穗和籽粒发育的研究具有重要的意义。但是由于小麦的异源六倍体特性，以及在多倍体化过程中产生的同源基因复制、功能冗余与分化、表达沉默等原因，小麦穗发育研究相对滞后。

2、f-box基因家族是植物界中规模最大、进化速度最快的基因/蛋白家族之一，是一类在植物生长发育过程中起重要作用的基因，在调控植物生长和生殖阶段转变、花器官和籽粒发育等多种发育过程中发挥重要作用。目前，f-box基因家族在小麦中结构和功能的分析和研究甚少，关于该基因家族在小麦中的生物学功能和分子机制尚不清楚。

技术实现思路

1、本发明从f-box基因家族中发现了一个能够调控小麦表型和产量的基因，其为 taapo1基因，基于此提出如下技术方案。

2、首先，本发明提供了taapo1蛋白或taapo1蛋白的融合蛋白、或其编码基因、或含有其编码基因的生物材料在调控小麦表型中的应用；所述taapo1蛋白的氨基酸序列为如下至少一种：

3、（a）seq id no.1~ seq id no.3中任一项所示序列；

4、（b）将seq id no.1~ seq id no.3中任一项所示序列经过一个或数个氨基酸残基的取代、和/或缺失、和/或添加且具有调控小麦表型功能的序列。

5、在一些实施方案中，所述融合蛋白是在seq id no.1所示氨基酸序列的n端和/或c端连接标签、酶切位点和/或连接肽序列得到的氨基酸序列。

6、在本领域中，用性能相近或相似的氨基酸进行取代时，通常不会改变蛋白质的功能；在c端和/或n端添加一个或数个氨基酸通常也不会改变蛋白质的功能。

7、在本发明中，所述小麦表型包括株高、穗长、每穗小穗数、籽粒粒长、籽粒粒宽、千粒重、每穗籽粒数中的至少一方面。

8、同时，本发明提供了taapo1蛋白或taapo1蛋白的融合蛋白、或其编码基因、或含有其编码基因的生物材料在调控小麦产量中的应用；所述taapo1蛋白的氨基酸序列为如下至少一种：

9、（a）seq id no.1~ seq id no.3中任一项所示序列；

10、（b）将seq id no.1~ seq id no.3中任一项所示序列经过一个或数个氨基酸残基的取代、和/或缺失、和/或添加且具有调控小麦产量功能的序列。

11、本发明发现， taapo1通过调控小麦株高、穗长、每穗小穗数、籽粒粒长、籽粒粒宽、千粒重、每穗籽粒数从而调控小麦产量。

12、进一步，本发明提供了taapo1蛋白或taapo1蛋白的融合蛋白、或其编码基因、或含有其编码基因的生物材料在小麦品种改良中的应用；所述taapo1蛋白的氨基酸序列为如下至少一种：

13、（a）seq id no.1~ seq id no.3中任一项所示序列；

14、（b）将seq id no.1~ seq id no.3中任一项所示序列经过一个或数个氨基酸残基的取代、和/或缺失、和/或添加且具有调控小麦表型或产量功能的序列。

15、优选地，通过转基因、杂交、回交、自交或无性繁殖的方式进行小麦品种改良。

16、优选地，所述taapo1蛋白的氨基酸序列为seq id no.7、seq id no.8、seq idno.11、seq id no.12、seq id no.13中任一项所示序列。

17、优选地，所述taapo1蛋白的编码基因为如下至少一种：

18、（a）seq id no. 4~6中任一项所示序列；

19、（b）在seq id no. 4~6中任一项基础上经过一至数个碱基替换和/或一至数个碱基的插入和/或缺失或大片段的核苷酸序列插入/缺失/移位/倒位所形成的能影响小麦表型或产量的dna分子。

20、更优选地，所述taapo1蛋白的编码基因为seq id no.9、seq id no.10、seq idno.14、seq id no.15、seq id no.16中任一项所示序列。

21、在具体实施过程中，所述生物材料为重组dna、表达盒、转座子、质粒载体、病毒载体、工程菌或非可再生的植物细胞或组织。

22、在具体实施过程中，可通过调节taapo1蛋白或基因的表达量或活性调控小麦表型或小麦产量。

23、在具体实施过程中，可通过杂交技术、转基因技术或基因编辑技术调节taapo1蛋白或基因的表达量或活性。

24、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

25、本发明首次发现 taapo1基因通过调控小麦的穗和籽粒发育从而调控小麦产量，本发明为提高小麦产量提供了新思路，拓宽了小麦发育分子调控技术手段，具有广阔的市场应用前景。

技术特征：

1.taapo1蛋白或taapo1蛋白的融合蛋白、或其编码基因、或含有其编码基因的生物材料在调控小麦表型中的应用；所述taapo1蛋白的氨基酸序列为如下至少一种：

2.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述小麦表型包括株高、穗长、每穗小穗数、籽粒粒长、籽粒粒宽、千粒重、每穗籽粒数中的至少一方面。

3.taapo1蛋白或taapo1蛋白的融合蛋白、或其编码基因、或含有其编码基因的生物材料在调控小麦产量中的应用；所述taapo1蛋白的氨基酸序列为如下至少一种：

4.taapo1蛋白或taapo1蛋白的融合蛋白、或其编码基因、或含有其编码基因的生物材料在小麦品种改良中的应用；所述taapo1蛋白的氨基酸序列为如下至少一种：

5.根据权利要求1~4中任一项所述的应用，其特征在于，所述taapo1蛋白的氨基酸序列为seq id no.7、seq id no.8、seq id no.11、seq id no.12、seq id no.13中任一项所示序列。

6.根据权利要求1~4中任一项所述的应用，其特征在于，所述taapo1蛋白的编码基因为如下至少一种：

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述taapo1蛋白的编码基因为seq idno.9、seq id no.10、seq id no.14、seq id no.15、seq id no.16中任一项所示序列。

8.根据权利要求1~7中任一项所述的应用，其特征在于，所述生物材料为重组dna、表达盒、转座子、质粒载体、病毒载体、工程菌或非可再生的植物细胞或组织。

9.根据权利要求1~7中任一项所述的应用，其特征在于，通过调节taapo1蛋白或基因的表达量或活性调控小麦表型或小麦产量。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，通过杂交技术、转基因技术或基因编辑技术调节taapo1蛋白或基因的表达量或活性。

技术总结
本发明涉及植物分子生物学技术领域，尤其涉及TaAPO1蛋白或其编码基因在调控小麦表型和产量中的应用。本发明首次发现TaAPO1基因通过调控小麦的穗和籽粒发育从而调控小麦产量，本发明为提高小麦产量提供了新思路，拓宽了小麦发育分子调控技术手段，具有广阔的市场应用前景。

技术研发人员：李爱丽,邓中印,毛龙,耿帅锋,刘少帅
受保护的技术使用者：中国农业科学院作物科学研究所
技术研发日：
技术公布日：2025/3/20