[发明专利]拟南芥糖基转移酶UGT84A2在调节植物开花时间中的应用

说明书

本发明公开了拟南芥糖基转移酶UGT84A2在调节植物开花时间中的应用。本发明通过拟南芥的糖基转移酶UGT84A2过表达，调节植物生长发育，产生开花延迟、开花时莲座叶数增加和/营养生长阶段的叶柄变长的农艺性状。开花时间是作物生产中的重要农艺性状，本发明实施后将为农业生产带来重大经济效益。

技术领域

本发明属于植物生长发育调控和农作物遗传改良技术领域，具体涉及一种糖基转移酶调控植物生长发育的应用，尤其涉及一种拟南芥糖基转移酶UGT84A2在调节植物开花时间中的应用。

背景技术

花发育是高等植物从营养生长向生殖生长转换、实现世代交替的关键环节。植物开花是一个综合发育过程，包括开花诱导、信号传递、属性决定、器官发生，涉及不同发育方式的转换。高等植物的开花诱导过程受自身遗传因子和外界环境因素两方面决定，是开花基因在时间和空间上顺序表达的结果。植物接受环境因子(如光周期、温度、水分、营养等)的诱导和自身发育的调节，植物叶片产生成花物质或信号，成花物质或信号通过输导组织被运输到茎尖，经过一系列信号转导过程，启动成花决定过程中的控制基因，在复杂的基因互作网络调控下，营养型的顶端分生组织属性逐渐改变，成为花序分生组织，随后在花序分生组织侧翼形成花分生组织，进而导致花器官发生。

开花时间调节被广泛应用在科研和农业生产中，目前，利用模式植物拟南芥做了大量遗传学研究，鉴定出了一些参与调控植物开花的重要基因，其中关键基因包括CONSTANS(CO)，FLOWERING LOCUS C(FLC)，FLOWERING LOCUS T(FT)，SUPPRESSOR OFOVEREXPRESSION OF CONSTANS(SOC1)以及LEAFY(LFY)等(Michaels and Amasino，1999；Lee et al.，2000；Samach et al.，2000)，并确定存在至少4条调控开花的信号途径，即光周期途径、春化途径、自主途径、赤霉素途径。由于开花诱导过程是一个复杂的网络状信号传导途径，是多个基因共同作用的结果，不是由某个单一基因所能控制的，而目前的研究仅限于主干途径中的几个关键基因对开花诱导的影响，整个信号传导通路并不明朗。

植物体内有一类酶，被称为糖基转移酶，它们专门负责植物体众多化合物的糖基化修饰，即催化某些化合物形成相应的糖酯(或糖苷)。糖基化是一种普遍的生理现象，是植物细胞维持代谢平衡的主要机制之一，在维持植物正常生长发育、应对环境压力等方面具有重要的作用(Lim et al,2004；王军等，2009)。到目前为止，生物界存在的糖基转移酶按照催化的底物性质和序列相关性可以分为97个家族。

针对开花时间调节，目前已经从拟南芥发现了一个糖基转移酶，即UGT87A2(Wanget al.2012)，该基因突变导致拟南芥晚花。然而，目前尚未发现其他的拟南芥糖基转移酶在调控开花时间中的作用。

发明内容

目前，国际上对于植物开花与分子糖基化修饰之间的关系研究非常缺乏，针对这一现状，本发明从糖基化修饰的角度研究植物开花诱导过程，以便指导科研及农业生产。针对现有技术存在的问题，本发明的目的之一是提供一种拟南芥糖基转移酶蛋白UGT84A2在调控植物生长发育中的应用。

本发明的目的之二是提供一种拟南芥糖基转移酶UGT84A2的编码基因在调控植物生长发育中的应用。

调控植物生长发育包括调控植物的开花起始时间、开花时莲座叶数和/营养生长阶段的叶柄长度。

本发明的目的之三在于提供选育植物品种的方法，包括将拟南芥糖基转移酶UGT84A2表达量较高的植株作为亲本进行杂交的步骤，选育的植物品种具有如下农艺性状：开花起始时间延迟、开花时莲座叶数增加和/营养生长阶段的叶柄变长。

本发明的目的还包括提供一种培育转基因植物的方法，包括向受体植物中导入拟南芥糖基转移酶UGT84A2的编码基因得到转基因植物的步骤，筛选的转基因植物品种具有如下农艺性状：开花起始时间延迟、开花时莲座叶数增加和/营养生长阶段的叶柄变长。