[发明专利]芝麻蛋白SiBRB在调控植物根系发育中的应用

说明书

本发明阐述了芝麻蛋白SiBRB在调控植物根系发育中的应用。通过将芝麻蛋白SiBRB的编码基因在拟南芥中的过表达，发现此基因可显著减少拟南芥植株的总侧根长度和根鲜重，最终可以减少根系总量。依此表明，该基因是限制植株根系生长的关键基因，在调控植物根系发育、调节植物根冠比中有很好的应用前景。

技术领域

本发明属于分子生物学领域，具体涉及芝麻蛋白SiBRB在调控植物根系发育中的应用。

背景技术

芝麻(Sesamum indicum L.)是世界上重要的优质油料作物之一，中国芝麻年种植面积80万公顷，总产量约75万吨，居世界首位。同时，芝麻是典型夏季种植的油料作物，喜温、喜光，在3-4个月内可完成整个生育期。尽管芝麻有许多优点，但芝麻的产量低且不稳定的问题一直是限制芝麻产业发展的重大问题。芝麻产量有限的主要原因是芝麻主要分布在发展中国家，通常是小农生产。尽管芝麻具有很高的产量潜力，但是由于受到生物和非生物逆境胁迫的共同作用，实际产量相当低且不稳定，这也是芝麻产业发展的重大瓶颈问题。

芝麻是一种浅根系作物，芝麻根系不仅是支撑植株体进行营养生长的器官，而且是吸收水分、矿物质元素的主要器官，同时也是一种代谢循环器官，它对外界环境条件反应较为敏感。芝麻根系分为直根系和支根系，直根系表现为主根很长，侧根较少；支根系则主根不发达，侧根较多。一般干旱地区的芝麻品种多为直根系而沙土或湿润地区芝麻品种多为支根系。但总的来说芝麻的根系是一种不发达根系，根系总量较少，从而也间接的影响了芝麻单株产量的提高。

发明内容

本发明中的目的是提供一种芝麻蛋白SiBRB在调控植物根系发育中的应用。芝麻蛋白SiBRB及其编码基因，与拟南芥及其它作物同源性都非常低，且该基因序列尚未有功能注释，本发明是首次证明该基因及其表达蛋白具有减少植物根系总量的作用，可以通过基因工程技术将该基因转入受体植物，来达到减小根系、调节根冠比的目的，也可以通过基因编辑手段，突变该基因，达到提高植物根系总量的目的。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

芝麻蛋白SiBRB或其相关生物材料在调控植物根系发育中的应用；所述相关生物材料为能够表达所述芝麻蛋白SiBRB的核酸分子或含有所述核酸分子的表达盒、重组载体、重组菌或转基因细胞系。

一种培育总侧根长减少和/或根鲜重减少的植物品种的方法，包括使受体植物中所述的芝麻蛋白SiBRB的表达量和/或活性增加的步骤。

一种培育总侧根长减少和/或根鲜重减少的转基因植物的方法，包括如下步骤：向受体植物中导入能够表达所述的芝麻蛋白SiBRB的核酸分子，得到转基因植物；所述转基因植物与所述受体植物相比总侧根长减少和/或根鲜重减少。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明通过将能够表达芝麻蛋白SiBRB的核酸分子转入受体植物，通过其过量表达可减少受体植物根系总量。根据本发明提供的方法，可利用芝麻蛋白SiBRB的过表达来调控植物根系发育、调节植物根冠比。

附图说明

图1为本发明实施例提供的含SiBRB基因的植物重组表达载体pCAMBIA1301S-SiBRB的构建图；

图2为本发明实施例提供的转SiBRB基因在拟南芥T1代植株的筛选平板图；图中，左图为整个平板图，右图为局部放大图；

图3为本发明实施例提供的转SiBRB基因拟南芥T1代的PCR鉴定结果示意图，其中M泳道表示Marker，1-4泳道为转基因T1代植株，WT泳道为野生型拟南芥；

图4为本发明实施例提供的转SiBRB基因在拟南芥T2代植株的筛选平板图，其中左图为整个平板图，右图为局部放大图；