[发明专利]抗穗发芽转基因小麦的培育方法及其相关生物材料

说明书

本发明公开了抗穗发芽转基因小麦的培育方法及其相关生物材料。本发明具体地公开了氨基酸序列是SEQ ID No.1的蛋白质TaKPHS及其编码基因在提高植物穗发芽抗性中的应用。本发明通过在受体植物中导入过表达的TaKPHS基因，来获得穗发芽抗性显著提高的转基因小麦，从而为小麦的穗发芽抗性育种提供一个良好的基因资源，为TaKPHS基因的应用开拓一个新的领域。本发明所得TaKPHS转基因小麦株系的穗发芽率最低可达7.42％，比大多数生产上的小麦品种具有更强的穗发芽抗性，具有潜在的育种价值。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及抗穗发芽转基因小麦的培育方法及其相关生物材料。

背景技术

小麦(Triticum aestivum L.)是世界上最重要的粮食作物之一，对于保障粮食安全起着举足轻重的作用。当小麦生理成熟，但还没有收获或收获后尚未脱粒时，在田间或堆放期间遇到连续阴雨天气或十分潮湿的环境，小麦籽粒在麦穗上萌动、发芽的现象称为穗发芽(Pre-harvest Sprouting，PHS)。小麦穗发芽在世界范围内均有发生。穗发芽会导致小麦籽粒中相关水解酶活性迅速升高，降解籽粒中的储存物质，改变籽粒内部储存物质的化学特性，使容重(testing weight)、出粉率和面粉降落值(Falling number)下降、并且面筋含量、沉降值和面团流变学特性显著降低，对小麦各种食品的加工品质造成负面影响，如加工后的面条韧性和弹性下降，口感变劣，严重影响面粉加工产品的品质等，这些都会对小麦的生产加工造成严重的经济损失。

培育抗穗发芽的小麦品种，是解决小麦穗发芽问题的最经济和有效的途径，对于保证小麦的品质和高产稳产非常重要。然而，目前大多数生产上利用的小麦品种都不具有较强的穗发芽抗性，因此，利用分子生物学和基因工程手段培育具有较强的穗发芽抗性的小麦品种，可为小麦抗穗发芽育种开辟了一条新途径，对小麦育种具有重要的意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何提高植物的穗发芽抗性。

为解决上述技术问题，本发明首先提供了穗发芽抗性相关蛋白质或调控所述蛋白质活性和/或含量的物质的应用，所述应用为下述任一种：

D1)蛋白质或调控所述蛋白质活性和/或含量的物质在调控植物穗发芽抗性或提高植物穗发芽抗性中的应用；

D2)蛋白质或调控所述蛋白质活性和/或含量的物质在制备调控植物穗发芽抗性或提高植物穗发芽抗性的产品中的应用；

D3)蛋白质或调控所述蛋白质活性和/或含量的物质在培育抗穗发芽植物中的应用；

D4)蛋白质或调控所述蛋白质活性和/或含量的物质在制备培育抗穗发芽植物的产品中的应用；

D5)蛋白质或调控所述蛋白质活性和/或含量的物质在植物育种中的应用；

所述蛋白质名称为TaKPHS，为如下A1)、A2)或A3)：

A1)氨基酸序列是SEQ ID No.1的蛋白质；

A2)将SEQ ID No.1所示的氨基酸序列经过一个以上氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的与A1)所示的蛋白质具有80％以上的同一性且具有抗穗发芽功能的蛋白质；

A3)在A1)或A2)的N端或/和C端连接标签得到的融合蛋白质。

为了使A1)中的蛋白质便于纯化，可在由序列表中SEQ ID No.1所示的氨基酸序列组成的蛋白质的氨基末端或羧基末端连接上如表1所示的标签。

表1：标签的序列