[发明专利]一种烟草多分枝、矮化基因及其应用

说明书

本发明属于植物生物技术领域，其公开了一种烟草多分枝、矮化基因及其应用，其中，该基因的序列具有：(1)SEQ ID NO：1或2中的任何一个核苷酸序列或者其互补序列；(2)与(1)的核苷酸序列具有至少95％、尤其是至少96％或98％或99％序列同一性的核苷酸序列；(3)与(1)或(2)的核苷酸序列的互补序列在中等严格条件、优选高严格杂交条件下杂交的核苷酸序列。所述烟草多分枝、矮化基因可应用于培育少分枝、农业高效烟草品种中。所述烟草多分枝、矮化基因的突变或过表达使烟草矮化且分枝增多，可利用该基因通过基因工程和育种技术培育不需要人工抹杈或使用抑芽剂的理想型烟草新品种，为烟叶生产减工增效、降低农药残留、提升烟叶质量提供新的方法和研究方向。

技术领域

本发明涉及植物生物技术领域，尤其涉及一种烟草多分枝、矮化基因及其 应用。

背景技术

植物生长发育过程中，分枝的发生对根的生长模式以及茎和花序的形态都 具有非常重要的作用(Klee,2008)。植物分枝发育影响植物茎叶的空间结构，合 理的分枝有利于植物适应不同的生长环境(Domagalska and Leyser,2011)。在番茄 和马铃薯的叶原基腋部，顶端分生组织(SAM)在发育初期就分化出分生组织 细胞群(Auldridge et al.,2006)。基于这些观察，Gregor Schmitz提出了SAM主导 侧生分生组织形成(Bartsch andSchmitz,2003)。在拟南芥中，腋生分生组织只能 在SAM转为生殖生长之后才能检测到，在根、下胚轴、茎、叶上的不定芽可能 发育为芽，说明分生组织也可能从部分或完全分化的细胞中产生。由于主芽顶 端对侧芽的抑制作用，使得腋芽向侧枝进一步发育。在腋生分生组织(AM)形 成之后，分枝发育与植物随后的发育过程紧密相关(Azizi et al.,2015)。

不同的植物其分枝形成过程也不相同。在有的植物中，AM在叶腋处形成后 会直接发育成分枝；而在另一些植物当中，AM形成后会进入休眠状态，在一定 的生长条件和环境条件下，AM会打破休眠发育成分枝(Bartsch and Schmitz, 2003)。植物的分枝受遗传和环境因素的影响，植物主要的分枝方式有单轴分枝、 合轴分枝、二叉分枝、假二叉分枝和分蘖(Beveridge et al.,2009)。烟草属于典型 的假二叉分枝。

烟草作为一种经济作物，主要以收获叶片为主。在烟叶大田生产的现蕾期， 通过打顶去掉顶部花序部分，以使养分向叶片集中供给。但打顶以后，植株顶 端优势丧失，导致腋芽快速生长，产生大量侧枝，消耗大量的营养物质。为了 抑制腋芽快速生长带来的养分流失，在生产中采取人工抹杈或者使用抑芽剂的 方法来控制腋芽生长，造成生产成本升高和对环境的污染。

因此，鉴定和分离出烟草腋芽发育相关基因，研究其功能，不仅有利于在 分子水平上解析烟草腋芽发育机理，而且对于通过抑制腋芽发育基因来调控侧 枝发育的少分枝烟草的育种具有重要意义，为烟叶生产的减工增效、降低农药 残留、提升烟叶质量等方面提供新的方法和研究方向。

发明内容

针对现有烟草品种的生产由于需要人工抹杈或使用抑芽剂来控制腋芽，具 有高成本和不环保的问题，本发明提供了分离出一种烟草多分枝、矮化基因 NtMAB4以及含有该基因的重组载体、重组宿主细胞，该NtMAB4基因的突变或 过表达促进了烟草腋芽的生长，使烟草矮化且分枝增多，可利用该基因通过基 因工程的方法培育不需要人工抹杈或使用抑芽剂的少分枝、农业高效的烟草品 种，为控制提高烟草产量提供新的研究方向。

本发明的技术方案具体如下：

第一方面，本发明提供一种烟草多分枝、矮化基因，该基因的序列具有：

(1)SEQ ID NO：1或2中的任何一个核苷酸序列或者其互补序列；

(2)与(1)的核苷酸序列具有至少90％、尤其是至少95％或98％或99％ 序列同一性的核苷酸序列；