[发明专利]小麦TaMADS6基因在调控植物穗和籽粒发育以及开花时间中的应用

说明书

本发明涉及植物分子生物学技术领域，具体涉及小麦TaMADS6基因在调控植物穗和籽粒发育以及开花时间中的应用。本发明发现TaMADS6蛋白具有调控植物开花、穗和籽粒发育的功能，提高植物中TaMADS6蛋白的表达量，植物的小穗数、小穗轴数、穗籽粒数显著提高，开花时间明显延迟。TaMADS6具有较高的应用价值，可应用于小麦遗传育种和种质资源改良，为培育高产植物提供了基因资源和新思路，对农业生产具有重要意义。

技术领域

本发明涉及植物分子生物学技术领域，具体涉及小麦TaMADS6基因在调控植物穗和籽粒发育以及开花时间中的应用。

背景技术

小麦作为一种重要的粮食作物，全世界约有40％的人以小麦为主要粮食。同时小麦作为三大谷物之一，产量几乎全做食用，是世界上总产量仅次于玉米的粮食作物。随着消费水平的提高，对小麦的产量和品质也提出了更高的要求。小麦产量构成的三要素为单位面积穗数、穗粒数和粒重，三者关系的相互协调，在提高小麦产量方面具有重要的意义。其中，穗粒数取决于小穗数和小花的发育，因此对小麦穗早期的发育的研究具有重要的意义。

MADS-box基因家族是在进化上十分保守，在植物生长发育过程中起重要作用的一类基因。植物MADS-box家族主要包括I型和II型两种类型，其中，I型MADS-box蛋白根据MADS-box功能域的保守关系又可以分为Mα、Mβ和Mγ三类。目前为止，I型MADS-box基因的研究相对较少，它们的功能主要集中在雌配子体、胚和胚乳的发育。目前研究最多的是II型MADS-box蛋白，II型MADS-box蛋白又可以分为MIKCC型和MIKC*型。II型MADS-box基因有四个功能域：MADS(M)结构域、Intervening(I)结构域、Coiled-coil Keratin-like(K)结构域和C-terminus(C)结构域。其中，M结构域最保守，具有结合CArG-box并调控下游基因的作用。I结构域保守性较弱，能促进蛋白二聚体的形成和蛋白二聚体与DNA的结合。K结构域的保守性仅次于M结构域，蛋白间的互作主要通过K结构域，K结构域又可分为K1、K2和K3结构域，其中K3结构域是最重要的。C结构域保守性最弱，是MADS-box基因的转录激活区域。然而，目前为止，TaMADS6在小麦中的功能研究和生产应用研究却少有报道。

发明内容

为解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供小麦TaMADS6基因在调控植物穗和籽粒发育以及开花时间中的应用。

本发明发现小麦TaMADS6(氨基酸序列分别如SEQ ID NO.1-3所示，CDS序列分别如SEQ ID NO.4-6所示)与植物的花、穗和籽粒的发育相关，提高植物中TaMADS6的表达量，能够延迟小麦的开花时间，显著提高小麦的小穗数和籽粒数。

具体地，本发明的技术方案如下：

第一方面，本发明提供TaMADS6蛋白或其编码基因或含有TaMADS6蛋白的编码基因的生物材料在调控植物穗发育中的应用。

第二方面，本发明提供TaMADS6蛋白或其编码基因或含有TaMADS6蛋白的编码基因的生物材料在调控植物籽粒发育中的应用。

第三方面，本发明提供TaMADS6蛋白或其编码基因或含有TaMADS6蛋白的编码基因的生物材料在调控植物开花时间中的应用。

第四方面，本发明提供TaMADS6蛋白或其编码基因或含有TaMADS6蛋白的编码基因的生物材料在植物遗传育种中的应用。

第五方面，本发明提供TaMADS6蛋白或其编码基因或含有TaMADS6蛋白的编码基因的生物材料在植物种质资源改良中的应用

具体地，上述应用中，通过提高所述植物中TaMADS6蛋白的表达量和/或活性，提高植物的小穗数、小穗轴数或穗粒数，或者延迟植物的开花时间。

本发明中，所述TaMADS6蛋白具有如下任一种氨基酸序列：