一种SPL18基因在提高植物产量中的应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105624188A(43)申请公布日2016.06.01(21)申请号201610032809.1(22)申请日2016.01.18(71)申请人浙江大学地址310058浙江省杭州市西湖区余杭塘路866号(72)发明人张先文王东芳沈志成(74)专利代理机构杭州天正专利事务所有限公司33201代理人黄美娟李世玉(51)Int.Cl.C12N15/82(2006.01)C12N15/29(2006.01)C07K14/415(2006.01)A01H5/00(2006.01)权利要求书1页说明书13页序列表11页附图1页(54)发明名称一种SPL18基因在提高植物产量中的应用(57)摘要本发明公开了一种SPL18基因在提高植物产量中的应用，所述SPL18基因来自玉米、水稻、高粱、小麦、大麦、黑麦、小米、大豆、油菜或向日葵中的一种；本发明首次提供利用SPL18基因促进穗分支，提高单穗粒数或/和粒重，提高产量的方法，通过在作物中过表达SPL基因，能有效促进穗分支，提高单穗粒数或/和粒重3％以上，增产5％以上。该技术能有效提高单株产量和单位面积产量，增加粮食生产，为国家粮食安全提供新思路。CN105624188ACN105624188A权利要求书1/1页1.一种SPL18基因在提高植物产量中的应用。2.如权利要求1所述的应用，其特征在于所述SPL18基因来自玉米、水稻、高粱、小麦、大麦、黑麦、小米、大豆、油菜或向日葵中的一种。3.如权利要求1所述的应用，其特征在于所述SPL18基因编码蛋白的氨基酸序列具有下列之一氨基酸序列58％以上同源性：SEQIDNO：2、SEQIDNO：3或SEQIDNO：4。4.如权利要求1所述的应用，其特征在于所述SPL18基因编码蛋白具有SEQIDNO：1所示氨基酸序列92.5％以上同源性。5.如权利要求1所述的应用，其特征在于所述SPL18基因的核苷酸序列为下列之一：SEQIDNO：6、SEQIDNO：7或SEQIDNO：8。6.如权利要求1所述的应用，其特征在于所述的应用是将SPL18基因与表达元件连接构建表达框，然后将表达框导入植物中，实现植物增产；所述表达元件包括启动子、增强子和终止子。7.如权利要求6所述的应用，其特征在于所述启动子来源于水稻SPL18基因、GA20ox-1基因、水稻ARGOS基因或水稻OsTEL基因。8.如权利要求6所述的应用，其特征在于所述启动子为pOsGA20ox1、pOsTEL、pOsARGOS或SEQIDNo:11、SEQIDNo:12所示核苷酸序列之一。9.如权利要求6所述的应用，其特征在于所述增强子连接在基因表达框的上游或者下游20kb以内的位置。10.如权利要求6所述的应用，其特征在于所述增强子为来自CaMV的35S增强子。2CN105624188A说明书1/13页一种SPL18基因在提高植物产量中的应用(一)技术领域[0001]本发明涉及一种SPL18基因的应用，特别是在水稻、玉米和小麦等作物上用来调控农作物单穗粒数和粒重以及提高产量的应用。(二)背景技术[0002]人口的不断增加和可耕种面积的减少，必须依靠提高农作物单位面积产量才能满足人类的需求。转基因技术已经被广泛用来改良农作物的性状，如获得抗虫能力、抗除草剂能力、增强抗干旱、抗病能力等。高产也是转基因农作物改良的重要内容。例如，利用转基因表达一种植物的转录因子(Transcriptionfactor)可以提高农作物的产量(U.S.Pat.No.7,598,529,4)。但是，农作物产量是一个复杂的数量性状，受到很多基因的调控(XingandZhang,(2010)AnnualReviewofPlantBiology,61:421-442)。研究和发掘更多有重大应用价值的新基因，并利用这些基因提高农作物产量是目前农作物研究的重中之重。[0003]“绿色革命”中，矮杆化提高了作物的抗倒伏性和收获指数，通过合理密植和肥料的大量使用，使得农作物，特别是水稻和小麦的产量大幅提高(Monnaetal.,(2002)DNAResearch,9(1):11-17；Sasakietal.,(2002)Nature,416(6882):701-702；Spielmeyer,(2002)Sciences,99(13):9043-9048)。近年来，随着收获指数逐渐接近瓶颈值，育种家在水稻上提出了理想株型(IdealPlantArchitecture)的概念。理想株型的主要性质包括分蘖数适中且无效分蘖少，单穗粒数增加，茎干更厚更结实(Khush,G.S.,(1995)Geojournal,35:329-332)。因此，研究作物的穗粒数的调控机制，分离出关