[发明专利]转录因子BnGLK1a在甘蓝型油菜育种中的应用

说明书

本发明属于基因工程技术领域，具体涉及一种转录因子BnGLK1a在甘蓝型油菜育种中的应用。具体包括BnGLK1a在调控甘蓝型油菜叶绿体合成和发育、促进甘蓝型油菜叶片光合速率、调控甘蓝型油菜脱落酸信号响应、延缓甘蓝型油菜叶片黄化和衰老、提高甘蓝型油菜产量中的应用。本发明通过超表达及干扰转基因互补验证、表型鉴定和qRT‑PCR分析、互作蛋白筛选和BiFC等技术手段，研究发现转录因子BnGLK1a通过调控叶绿体发育进而影响光合效率，从而提高油菜产量。本专利深入了解了BnGLK1a在甘蓝型油菜育种中的作用机制，丰富了GLKs在不同物种中的作用机制解析，对改良作物光合效率和提高作物产量潜力具有重要意义。

技术领域

本发明属于基因工程技术领域，具体涉及一种转录因子BnGLK1a在甘蓝型油菜育种中的应用。

背景技术

光合作用是植物生长发育的基础和生产力高低的决定性因素，光合速率与作物的产量密切相关，近年来已被广泛用作高光效育种的重要标准。叶绿体是植物细胞中最重要的细胞器之一，植物的光合作用在此处进行。叶绿体的合成与分化对植物生长发育的各个阶段都至关重要，对光合效率、CO₂固定、生物量积累以及作物产量形成具有决定性的影响。甘蓝型油菜是我国甚至世界范围内种植最广泛的油菜栽培种，其叶绿体发育直接影响甘蓝型油菜的光合速率，从而决定其生长发育和产量形成，因此研究甘蓝型油菜叶绿体发育的调控机制对其种植与生产具有重大意义。

Golden2-Like转录因子(G2-Like；GLK)是一类在植物中广泛存在的转录因子，属于MYB类转录因子中特有的GARP结构域家族的成员，GARP转录因子家族通常参与叶绿体发育、生物钟振荡维持、激素转运和信号传导。研究表明，在拟南芥、玉米、水稻、番茄、辣椒等植物中，GLK发挥着保守的质体发育调控功能。例如，李霞等研究发现玉米GLK基因能通过促进叶绿体发育、提高光合效率、以及减少光抑制大幅度提高水稻的大田产量；Zubo Y O等研究发现，拟南芥中GNC和GLK2分别作为抑制因子和激活因子单独或协同调节叶绿体发育；Hall L N等研究发现，玉米中ZmGLK1和ZmGLK2分别调节叶肉细胞和维管束鞘中的二形叶绿体分化。以上研究表明，GLK转录因子在叶绿体发育和光合作用调控中的特殊作用可能会明显提高大田作物的光合效率，并最终影响作物的产量。

然而，目前缺乏油菜中GLK转录因子的相关研究。

发明内容

有鉴于此，本发明通过超表达及干扰转基因互补验证、表型鉴定和qRT-PCR分析、互作蛋白筛选和BiFC等技术手段，探讨了转录因子BnGLK1a调控甘蓝型油菜叶绿体发育及影响光合效率的机理，并进一步探究其对甘蓝型油菜籽粒产量的贡献，为提高甘蓝型油菜产量潜力提供新的基因资源和理论基础。

本发明的目的之一在于提供一种转录因子BnGLK1a在甘蓝型油菜育种中的应用，本发明研究发现，BnGLK1a在油菜叶绿素生物合成和光合作用中起着重要作用，超表达BnGLK1a可有效改良作物光合效率，提高油菜产量。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

转录因子BnGLK1a在甘蓝型油菜育种中的应用。

进一步，所述转录因子BnGLK1a在甘蓝型油菜Darmor-bzh基因组数据库中的编号为BnaA07g00410D。

进一步，所述甘蓝型油菜的千粒重与所述转录因子BnGLK1a表达水平呈正相关。

本发明的目的之二在于提供一种转录因子BnGLK1a在调控甘蓝型油菜叶绿体合成和发育中的应用。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

转录因子BnGLK1a在调控甘蓝型油菜叶绿体合成和发育中的应用。

进一步，通过超表达转录因子BnGLK1a促进甘蓝型油菜类囊体膜层数积累、叶绿体基粒增厚和叶绿体数量增加。