大豆SOC5基因在调控植物种子品质和产量中的应用

allin2025-08-07  22


本发明涉及植物基因工程,具体地说,涉及大豆 soc5基因在调控植物种子品质和产量中的应用。


背景技术:

1、大豆是世界上最重要的经济油料作物之一,为全世界的人类消费和动物饲料提供了植物蛋白和油(graham和vance,2003)。许多研究表明,在大豆驯化过程中,大粒种子/高产和高油含量受到了强烈的人工选择(goettel et al,2022;patil et al., 2018)。由于种子的蛋白含量和产量以及油份呈现负相关。因此,提高蛋白质含量以满足动物和家禽喂养的需求,并在人类饮食中获得大豆的营养价值是具有挑战性。解析平衡种子质量和产量的遗传位点/基因,这对提高大豆的整体经济价值至关重要。


技术实现思路

1、本发明的目的是提供大豆 soc5基因在调控植物种子品质和产量中的应用。

2、为了实现本发明目的,第一方面,本发明提供大豆 soc5基因在调控植物种子品质和产量中的应用。

3、本发明中, soc5基因来源于大豆,其为编码如下蛋白质(a)或(b)的基因:

4、(a)由seq id no:3所示的氨基酸序列组成的蛋白质;或

5、(b)seq id no:3所示序列经取代、缺失或添加一个或几个氨基酸且具有同等功能的由(a)衍生的蛋白质。

6、进一步地, soc5基因的核苷酸序列由seq id no:1-2序列串联而成。

7、具体地,所述应用包括:利用基因工程手段,对大豆 soc5基因进行突变,使得该基因功能缺失或减弱,从而提高植物种子的蛋白含量同时不影响产量。

8、第二方面,本发明提供一种提高大豆种子蛋白含量,使种子粒长、粒宽、粒厚和百粒重变小,使大豆植株分支增多的方法,所述方法包括:沉默、弱化或敲除大豆 soc5基因。

9、进一步地,可以利用crispr、talen和zfn基因编辑技术改造 soc5基因。

10、在本发明的一个具体实施方式中,采用crispr-cas9基因编辑技术,包括:以 soc5基因为靶标,设计基于crispr-cas9的sgrna序列,将含有编码所述sgrna序列的dna片段连接到携带crispr-cas9的载体中,转化大豆,进而获得该基因功能缺失的转基因大豆。

11、优选地,sgrna作用位点的核苷酸序列为:

12、target1:5’-tcggagcggattaattcctcagg-3’(seq id no:4);和/或

13、target2:5’-cctcaggttatgaatgccttttt-3’(seq id no:5)。

14、第三方面,本发明提供按照所述方法获得的转基因大豆在植物育种中的应用。

15、育种方法包括但不限于转基因、杂交、回交、自交或无性繁殖。

16、第四方面,本发明提供大豆 soc5基因在培育高蛋白植物新品种中的应用。

17、优选地,所述植物为大豆。

18、本发明首次揭示了大豆 soc5基因具有调控植物种子蛋白含量和产量的功能,利用crispr-cas9系统对 soc5基因的编码区进行编辑,发现 soc5发生突变后,能够显著提高大豆种子的蛋白含量,同时不影响产量。本发明为植物种子品质和产量协同改良提供了新的遗传资源和新的选择。



技术特征:

1.大豆soc5基因在调控植物种子品质和产量中的应用;

2.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,利用基因工程手段,对大豆soc5基因进行突变,使得该基因功能缺失或减弱,从而提高植物种子的蛋白含量同时不影响产量。

3.一种提高大豆种子蛋白含量,使种子粒长、粒宽、粒厚和百粒重变小,使大豆植株分支增多的方法,其特征在于,所述方法包括:沉默、弱化或敲除大豆soc5基因;其中,soc5基因同权利要求1中所述。

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,利用crispr、talen和zfn基因编辑技术改造soc5基因。

5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,包括:以soc5基因为靶标,设计基于crispr-cas9的sgrna序列,将含有编码所述sgrna序列的dna片段连接到携带crispr-cas9的载体中,转化大豆,进而获得该基因功能缺失的转基因大豆。

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,sgrna作用位点的核苷酸序列为:

7.按照权利要求3-6任一项所述方法获得的转基因大豆在植物育种中的应用。

8.根据权利要求7所述的应用,其特征在于,育种方法包括转基因、杂交、回交、自交或无性繁殖。

9.大豆soc5基因在培育高蛋白植物新品种中的应用;其中,soc5基因同权利要求1中所述。

10.根据权利要求9所述的应用,其特征在于,所述植物为大豆。


技术总结
本发明公开了大豆SOC5基因在调控植物种子品质和产量中的应用。本发明首次揭示了大豆SOC5基因具有调控植物种子蛋白含量和产量的功能,利用CRISPR‑Cas9系统对SOC5基因的编码区进行编辑,发现SOC5发生突变后,能够显著提高大豆种子的蛋白含量,同时不影响产量。本发明为植物种子品质和产量协同改良提供了新的遗传资源和新的选择。

技术研发人员:邱丽娟,李英慧,田宇
受保护的技术使用者:中国农业科学院作物科学研究所
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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