[发明专利]一种调控种子大小的拟南芥MPK基因及增加种子大小的方法

说明书

本发明公开了一种调控种子大小的拟南芥MPK基因及增加种子大小的方法，涉及生物基因工程技术领域。本发明的MPK20基因的扩增产物的核苷酸序列表为SEQ.ID.NO.1。本发明还公开了MPK20基因的编码蛋白；本发明还公开了MPK20基因的表达载体；本发明还公开了MPK20转基因植株；本发明还公开了MPK20基因在调控种子大小中的应用；本发明还公开了一种增加种子大小的方法。本发明研究发现了MPK20基因具有调节种子大小的作用，可为作物育种提供理论依据与优异基因资源。

技术领域

本发明涉及生物基因工程技术领域，尤其涉及一种调控种子大小的拟南芥MPK基因及增加种子大小的方法。

背景技术

农作物的产量受各种客观因素的影响。其中种子的大小是影响产量的一个重要组成部分。种子的大小主要受母体组织(珠被)及合子组织(胚乳、胚胎)的遗传调控及外界环境的影响。因此了解种子发育的机理、提高作物的产量，是现代育种的目标之一。随着对调控种子发育的分子生物学研究的深入，挖掘直接调控种子大小的基因，并应用于遗传改良培育高产新品种意义重大。

拟南芥中丝裂原活化蛋白激酶(Mitogen-Activated Protein Kinase,MAPK/MPK)家族通过三级级联途径，将细胞感知的外界信号进一步扩大并传递给下游靶标，实现对外界逆境或生长发育信号的响应。已知在拟南芥中含有20个MPK，10个MKK及80个MAPKKK。MPK的20个成员又可以被分为A,B,C,D四组，其中报道最多的是A组的MPK3、MPK6与B组的MPK4等，主要参与调控冷害、盐害、生物逆境耐受性以及气孔发育、花粉管导向、生长素极性运输等。迄今为止，国内外已经报道的参与控制种子大小的MAPK级联途径的基因只有水稻的OsMKK4-OsMPK6。有关MAPK家族的C组及D组的成员有何功能以及是否调控种子大小尚未见任何报道。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种调控种子大小的拟南芥MPK基因及增加种子大小的方法。本发明表明，如果提高MPK20基因在植物体内的表达水平，可显著地增加种子的长度与宽度，进而增加千粒重，具有广阔的应用前景。

为达到上述目的，本发明主要提供了如下技术方案：

一方面，本发明实施例提供了一种调控种子大小的拟南芥MPK基因，所述MPK基因为MPK20基因，所述MPK20基因的核苷酸序列表为SEQ.ID.NO.1。

作为优选，所述MPK20基因的扩增引物为：

正向引物：5’-GAAGATCTGCAGCAAGATAATCGCAAAAAGGTG-3’，

反向引物：5’-CGGGATCCCTAGTACATCTTTGACATACCGTACCG-3’。

另一方面，本发明实施例提供了上述MPK20基因的编码蛋白。

又一方面，本发明实施例提供了上述MPK20基因的表达载体与转基因植株。

再一方面，本发明实施例提供了一种增加种子大小的方法，所述方法包括：将上述MPK20基因通过植物表达载体pCsGFPBT及农杆菌介导的花蕾浸蘸法导入拟南芥，得到具有增大种子体积的拟南芥。

本发明人在进行拟南芥MPK的T-DNA插入突变体的表型分析筛选过程中发现了拟南芥MAPK基因家族的D组的一个成员MPK20的敲除株系的种子显著减小。AtMPK20在种子发育过程中的合点端胚乳、珠被及成熟的胚中高度表达，而这些组织均是决定种子大小的关键组织。因此，本发明人推断该基因在种子发育调控中起着重要的作用。基于此，本发明人进行了本发明的研究。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：