[发明专利]大豆磷酸酶GmWIN2及其编码基因在调控植物种子产量中的应用

说明书

本发明公开了一种大豆磷酸酶GmWIN2及其编码基因在调控植物种子产量中的应用。本发明所提供的应用具体为由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质(即GmWIN2)在如下a1)或a2)中的应用：a1)提高植物的种子产量；a2)选育种子产量提高的植物品种。本发明的实验证明，大豆蛋白GmWIN2及其编码基因与植物种子重量相关，过表达后提高植物种子产量，该基因对提高作物产量、特别是对于提高大豆等植物种子的千粒重/百粒重，培育高产品种具有重要的理论和现实意义。

技术领域

本发明属于分子生物学领域，涉及一种大豆磷酸酶GmWIN2及其编码基因在调控植物种子产量中的应用。

背景技术

大豆是重要传统作物，蕴含丰富营养价值，是提供粮油和饲料的重要经济作物，在工业生产中大豆油也有很多用途，例如生物燃料，表面活性剂，软化剂等。中国曾是世界最大的大豆生产国，然而，近年来，我国大豆生产只占需求的三分之一，致使中国成为全球最大的大豆进口国，进口总额为全球大豆总出口量的一半。大豆生产远远落后于国内其他粮食作物发展的步伐，不能满足国民需要。近50年来，大豆生产仅增长了62％，而其他粮食作物已增长了5倍以上。因此提高大豆单产已成为目前亟待解决的问题。

种子的重量(粒重)是作物生产中的一个重要指标，是影响作物产量的重要农艺性状之一。植物可以通过增加种子粒重来达到增产的目的。

千粒重是以克表示的一千粒种子的重量，它是体现种子大小与饱满程度的一项指标，是检验种子质量和作物考种的内容，也是田间预测产量时的重要依据。一般测定小粒种子千粒重时是随机数出三个一千粒种子，分别称重，求其平均值。大粒种子可取三个一百粒分别称重，取其平均值，称百粒重。一般认为，种子粒重是数量性状，由多个基因决定。

大豆产量由株型、结荚率、荚粒数、种子百粒重等因素组成,其中粒重是遗传力最高的因素。粒重对产量的影响不限于豆科植物，其它单双子叶植物也是产量潜力的重要因素，因此成为作物品种选育过程中要考虑的重要选择性状。已有的研究表明，种子粒重受栽培环境和遗传的影响。在正常的栽培条件下，遗传，也即相关基因起重要作用。因此与千粒重相关的分子机制的研究成为热点。在水稻、小麦、玉米、谷子、大豆等作物中，应用重组自交系群体，在基因组上已经定位和精细定位了与种子重量相关的QTL位点，包括主效基因位点。近年来，国内外报道了一些对大豆百粒重的QTL的定位。SoyBase数据库公布已经定位了近100个QTL位点(http://www.soybase.org/)。

大豆起源于我国。种子重量和形状是野生大豆进化栽培大豆的过程中，受到驯化的主要形状之一。野生大豆的百粒重范围为0.76–6.0克，主要的优势型为1.0-2.0克，而栽培大豆的百粒重一般为15-22克，呈显著差异。已有的研究表明，大豆种子大小和形状是稳定遗传且相互独立的性状。大豆种子大小和形状与百粒重相关，然而，对于产量相关的种子性状描述，还是以种子粒重，百粒重/千粒重，最为贴切。

近年来，在水稻和其它作物中克隆了一些与粒重相关的基因。本专利申请人在研究水稻乙烯突变体过程中发现转录因子OsElL1参与千粒重调控，其失活突变体eil1千粒重明显低于对照，而其过表达植株的千粒重明显大于对照。但是大豆中与种子粒重相关基因的研究尚显滞后。

发明内容

本发明的目的是提供一种大豆磷酸酶GmWIN2及其编码基因调控植物种子产量中的应用。

本发明所提供的应用，具体为如下A或B或C：

A.蛋白质在如下a1)或a2)中的应用：

a1)提高植物的种子产量；

a2)选育种子产量提高的植物品种；

所述蛋白质为如下(1)或(2)：

(1)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质(即GmWIN2蛋白)；