控制谷子叶鞘、叶枕颜色的基因及其在育种上的应用制造技术

一种控制谷子叶鞘、叶枕颜色的基因，属于基因工程技术领域，包括Ppls1基因和Simyb85基因，其中Ppls1基因的编码序列如序列表SEQ ID NO：1所示，Simyb85基因的编码序列如序列表SEQ ID NO：2所示。本发明专利技术还提供了控制谷子叶鞘、叶枕颜色的基因在谷子杂交育种中的应用。本发明专利技术的研究对育种方面意义重大，本发明专利技术谷子十里香叶鞘颜色的基因的确定，是决定谷子十里香的叶枕、叶鞘颜色在生育过程中呈紫色的原因，其在育种上可以作为一个很好的育种指示剂，可以直观的判断杂交是否成功，鉴定真假杂交品种。

【技术实现步骤摘要】
控制谷子叶鞘、叶枕颜色的基因及其在育种上的应用
本专利技术属于基因工程
，涉及一种控制谷子叶鞘、叶枕颜色的基因及其在育种上的应用。
技术介绍
谷子属禾本科的一种植物，一年生草本，秆粗壮、分蘖少，狭长披针形叶片，有明显的中脉和小脉，具有细毛；穗状圆锥花序；小穗成簇聚生在三级支梗上，小穗基本有刺毛。每穗结实数百至上千粒，子实极小，径约0.1cm，谷穗一般成熟后金黄色，卵圆形籽实，粒小多为黄色。广泛栽培于欧亚大陆的温带和热带，中国黄河中上游为主要栽培区，其他地区也有少量栽种。为了获得更好的谷子品种或者根据需求需要得到满足不同性状的谷子品种，往往需要进行谷子杂交育种。在谷子杂交育种的过程中，鉴定后代是否为亲本杂交得到的真杂交种，是育种工作者需要进行的一项检测工作，然而如果谷子杂交品种的性状不是特别明显，很难从直观上判断该杂交种是否是亲本杂交得到的真杂交种，往往需要进行整体表现、性状分离观察或基因鉴定等，这样操作非常麻烦，因而急需一种简便的鉴别真假杂交的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种控制谷子叶鞘、叶枕颜色的基因及应用。通过观察叶鞘、叶枕是否呈现紫色，快速、直观的判断杂交是否成功。本专利技术为实现其目的采用的技术方案是：一种控制谷子叶鞘、叶枕颜色的基因，包括Ppls1基因和Simyb85基因，其中Ppls1基因的编码序列如序列表SEQIDNO：1所示，Simyb85基因的编码序列如序列表SEQIDNO：2所示。一种控制谷子叶鞘、叶枕颜色的基因，所述基因的核苷酸序列为SEQIDNO：1所示、SEQIDNO：2所示的核苷酸序列经置换、插入或缺失衍生的表达相同功能蛋白质的核苷酸序列；或与SEQIDNO：1所示、SEQIDNO：2所示核苷酸序列具有90％以上同源性且表达相同功能蛋白质的核苷酸序列或互补序列。一种控制谷子叶鞘、叶枕颜色的基因在谷子杂交育种中的应用。所述基因的CDS编码序列由采集谷子十里香紫色叶鞘，提取mRNA，反转录获得cDNA样品作为模板DNA经过PCR扩增得到的。本专利技术的有益效果是：本专利技术的研究对育种方面意义重大，本专利技术确定的控制谷子叶鞘、叶枕颜色的基因，是决定谷子的叶枕、叶鞘的颜色在生育过程中呈紫色的主要原因，其在育种上可以作为一个很好的育种指示剂，可以直观的判断杂交是否成功，鉴定真假杂交品种。本专利技术在育种上作为育种指示剂，具有育种指示性状，可以将含有该基因的谷子品种作为杂交亲本之一，或者将该基因构建到转基因载体上，转化到目的谷子中，将含有该基因的上述材料作为亲本用于杂交育种，杂交后代就可以通过颜色表型鉴别真假杂交种了，方便实用。附图说明图1是Ppls1和Simyb85两个基因在十里香和豫谷1号中的表达分析图。图2是Ppls1和Simyb85两个基因在12份谷子品种中的表达分析图。图3是Ppls1基因与谷子参考基因组豫谷1号对应基因(Seita.7G195400.1)编码核苷酸序列图。图4是Ppls1基因与谷子参考基因组豫谷1号对应基因(Seita.7G195400.1)编码氨基酸序列图。图5是Simyb85基因与谷子参考基因组豫谷1号对应基因(Seita.4G086400.1)编码核苷酸序列图。图6是Simyb85基因与谷子参考基因组豫谷1号对应基因(Seita.4G086400.1)编码氨基酸序列图。图7是花青素合成路径的简单模型示意图。图8是豫谷1号和十里香中花青素生物合成路径中8个结构基因的表达分析图。图9是PPLS1和SiMYB85蛋白质的亚细胞定位图。图10是PPLS1全长和部分截短氨基酸序列示意图。图11是PPLS1不同长度氨基酸序列在酵母中的转录激活分析图。图12是SiMYB85全长和部分截短氨基酸序列示意图。图13是SiMYB85不同长度氨基酸序列在酵母中的转录激活分析图。图14是花青素含量示意图。图15是酵母双杂交检测PPLS1和SiMYB85蛋白质互作图。具体实施方式基因的研究和利用具有重大的理论意义，它是对传统的多基因假说的重要发展和更新，基因的研究为育种的新开发提供了新资源，加快育种的步伐，下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的说明。实施例1Ppls1和Simyb85两个基因在绿色叶枕叶鞘的豫谷1号和紫色叶枕叶鞘的十里香中的表达情况，参见图1。其中L表示叶片，P表示叶枕，LS表示叶鞘。实施例2Ppls1和Simyb85两个基因在5份绿色叶枕叶鞘谷子品种和7份紫色叶枕叶鞘谷子品种中的表达情况，参见图2。其中，A表示Ppls1，B表示Simyb85。实施例3：Ppls1和Simyb85两个基因在豫谷1号和十里香中的序列差异与蛋白质特征分析Ppls1与谷子参考基因组豫谷1号对应基因(Seita.7G195400.1)编码序列比对，存在11个SNP、4bp和5bp的2个插入突变，造成7个氨基酸突变和3个氨基酸插入，如图3-4。PPLS1编码一个由571个氨基酸组成的Myogenichelix-loop-helix转录因子，理论分子量是62.5kD。Pfam数据库(http://pfam.xfam.org/)表明该蛋白质的N端(1-201aa)具有DNA结合HLH结构域(PF00010)，属于MYB和MYC转录因子家族。Simyb85与谷子参考基因组豫谷1号对应基因(Seita.4G086400.1)编码序列比对，存在2个SNP、1个3bp的缺失突变，造成2个氨基酸突变和1个氨基酸缺失，如图5-6。SiMYB85属于MYB家族转录因子，编码一个由268个氨基酸组成的谷子花青素调控C1蛋白质，理论分子量是28.4kD。实施例4：对花青素生物合成途径中的结构基因表达的影响为了检测十里香和豫谷1号之间花青素生物合成机制的区别，我们测定了参与花青素生物合成途径中8个结构基因的表达，包括因SiPAL、SiC4H、SiCHS、SiCHI、SiF3H、SiDFR、SiANS和Si3GT，如图7所示。其中，SiF3H、SiDFR、SiANS和Si3GT四个基因在十里香紫色叶枕叶鞘样品中的表达量远远高于豫谷1号绿色叶枕叶鞘和十里香绿色叶片的样品，表达模式与Ppls1和Simyb85相似，如图8所示。其中L表示叶片，P表示叶枕，LS表示叶鞘。实施例5：PPLS1和SiMYB85二个蛋白质定位在细胞核中核定位是大部分转录因子最显著的特征之一。为了检测PPLS1和SiMYB85二个蛋白质的亚细胞定位，我们将荧光蛋白YFP分别融合到PPLS1和SiMYB85的C端形成PPLS1-YFP和SiMYB85-YFP融合蛋白质。使用激光共聚焦显微镜观察，结果如图9所示，在CaMV35S启动子驱动下瞬时表达的PPLS1-YFP和SiMYB85-YFP融合蛋白质能够在水稻原生质体的细胞核中分别发出绿色荧光，而YFP空载体对照的绿色荧光信号遍布原生质体细胞的细胞核、细胞质和细胞膜。这些结果表明PPLS1和SiMYB85都是核定位蛋白质。图9中，YFP表示荧光信号，mCherry表示核定位信号，BrightField表示在明场下，Merged是YFP和mCherry的叠加。实施例6：PPLS1基因具有转录激活活性，SiMYB85没有转录激活活性转录激活同样是许多转录因子的特征之一，我们检测了ppls1和Si本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种控制谷子叶鞘、叶枕颜色的基因，其特征在于：包括Ppls1基因和Simyb85基因，其中Ppls1基因的编码序列如序列表SEQ ID NO：1所示，Simyb85基因的编码序列如序列表SEQ ID NO：2所示。

【技术特征摘要】
1.一种控制谷子叶鞘、叶枕颜色的基因，其特征在于：包括Ppls1基因和Simyb85基因，其中Ppls1基因的编码序列如序列表SEQIDNO：1所示，Simyb85基因的编码序列如序列表SEQIDNO：2所示。2.一种控制谷子叶鞘、叶枕颜色的基因，其特征在于：所述基因的核苷酸序列为SEQIDNO：...

【专利技术属性】
技术研发人员：白辉，宋振君，王永芳，李志勇，董志平，全建章，刘磊，马继芳，
申请(专利权)人：河北省农林科学院谷子研究所，
类型：发明
国别省市：河北,13