[发明专利]TaDOF5.6基因在小麦高效遗传转化的应用

说明书

本发明公开了TaDOF5.6基因在小麦高效遗传转化的应用，属于植物基因工程技术领域。本发明分离得到TaDOF5.6基因，并通过农杆菌介导法进行了小麦遗传转化试验，发现该基因可大幅提高不同基因型小麦的转化效率。该基因提高小麦转化效率功能的发现及应用，对于拓宽可供转化的小麦基因型范围，加快小麦抗病虫和抗逆等生物胁迫和非生物胁迫相关基因的功能研究和应用，促进利用生物技术改良生产主栽品种的农艺性状，推进小麦生物技术育种而言具有十分重要的潜在价值。

技术领域

本发明涉及植物基因工程技术领域，具体涉及TaDOF5.6基因在小麦高效遗传转化的应用。

背景技术

持续的人口增加、消费增长和气候变化使得全球对粮食安全的担忧日益增加，提高粮食产量和降低环境对粮食的影响已成为人们的迫切要求。改良作物农艺性状的常规育种方法，难以满足人类对粮食的需求。转基因技术具有传统育种方式无法替代的优势，已成为改良植物抗病、抗虫、抗除草剂、抗旱以及其它重要农艺性状的一个有力工具(李艺等，2016)。自世界上获得第一例转基因小麦植株至今，小麦转基因技术日益成熟。然而，小麦基因功能研究和遗传育种改良仍然严重落后于水稻、玉米等其它主粮作物。

近年来，随着基因组测序技术的快速发展，多个小麦品种的基因组测序工作已经完成并公开发表，大量小麦基因功能的研究工作需要快速开展，高效、稳定和规模化的遗传转化体系亟需建立。然而，小麦是异源六倍体植物，绝大部分基因型的再生能力差，且存在遗传转化效率低和重复性不好的问题。目前，提高小麦遗传转化效率的措施主要包括筛选再生效率高的小麦基因型、优化组织培养的培养基成分和培养条件(张伟等，2018；Bie etal.,2020)、筛选提高小麦转化效率的基因等(Debernardi et al,2020；Wang et al,2022)。

DOF家族是植物特有的一类转录因子，属于锌指蛋白超家族，一般由200-400个氨基酸组成。因其具有一个独特的富含Cys残基的单锌指保守DNA结合域，被命名为DOF结构域(Yanagisawa和Schmidt,1999)。位于DOF蛋白C末端的转录调控结构域，其氨基酸序列较为多变，不具有保守性，导致DOF蛋白在植物中的功能多样性(Yanagisawa,2002)。研究表明，DOF家族成员在植物生长发育、光调控、防御机制以及非生物胁迫响应等方面有重要调控作用(Lijavetzky et al,2003；Gupta et al,2015)。

六倍体小麦在进化过程中经历了染色体的自然加倍，基因组扩张导致DOF家族基因数量加倍。任永康等(2020)利用生物信息学方法对小麦DOF转录因子家族进行了全基因组鉴定，共分离到86个基因，这些基因在小麦染色体上不均等分布，大部分基因在不同组织中均有表达。DOF5.6基因，又称HCA2基因，在拟南芥中编码一个细胞核定位的转录因子，该基因可以促进拟南芥花序茎顶端维管组织的束间薄壁组织细胞平周分裂，进而促进这些维管组织束间形成层的形成(Guo et al.,2009)。然而，关于TaDOF5.6基因在小麦中的功能研究尚未有报道。

发明内容

针对上述现有技术，本发明的目的是提供TaDOF5.6基因在小麦高效遗传转化的应用。本发明分离得到TaDOF5.6基因，并通过农杆菌介导法进行了小麦遗传转化试验，发现该基因可提高不同基因型小麦的转化效率。该基因的提高小麦转化效率功能发现及应用，对于拓宽可供转化的小麦基因型范围，加快小麦抗病虫和抗逆等生物胁迫和非生物胁迫相关基因的功能研究和应用，促进利用生物技术改良生产上主推品种的农艺性状，推进小麦生物技术育种而言具有十分重要的潜在价值。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一方面，提供TaDOF5.6基因在小麦高效遗传转化的应用；

所述TaDOF5.6基因为如下i)或ii)所示的核酸分子：

i)核苷酸序列是SEQ ID NO.1所示的核酸分子；