本发明专利技术公开了一种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；本发明专利技术首次提供利用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。
【技术实现步骤摘要】
(一)
本专利技术涉及一种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)
技术介绍
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。“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，分离出关键基因并应用到作物培育中，是获得高产作物的重要途径。SQUAMOSA(SQUA)promoter-binding-like(SPL)基因是在植株生长发育过程中起关键作用的一类转录因子。SPLs是植物特有，具有一个保属的大小约为78个氨基酸的SBP(SQUAMOSAPROMOTERBINDINGPROTEIN)结构域。这个结构域包含3个重要的功能基序，即锌指1(Zn1)、锌指2(Zn2)和核定位信号(NLS)(Yamasakietal.,(2004)JournalofMolecularBiology,337(1):49-63；Birkenbihletal.,(2005)JournalofMolecularBiology,352(3):585-596；PrestonandHileman,(2013)FrontiersinPlantScience4)。目前，在大多数植物中都发现了多个SPL基因，其中拟南芥、水稻、小立碗藓、玉米、番茄和杨树中分别含有16，19，13，31，15和28个(LiandLu,(2014)BMCPlantBiology14).。目前，对AtSPL基因已经展开了很多研究，很多基因的功能及其调控机理也已经清楚。拟南芥中的16个SPL基因分别被命名为AtSPL1-AtSPL16。其中AtSPL1，AtSPL7，AtSPL12，AtSPL14和AtSPL16编码的蛋白的分子量相对较大，且为组成型表达；另外的编码的蛋白分子量相对较小，且主要在花器官中表达(Cardonetal.,(1999)Gene,237(1):91-104)。AtSPL基因中大多数基因的表达都受MIR156家族的miRNAs调控。在这些基因中，AtSPL3，AtSPL4和AtSPL5，能促进营养生长期转换和开花(Cardonetal.,(1997)PlantJournal,12(2):367-377；Gandikotaetal.,(2007)PlantJourna,l49(4):683-693)。AtSPL2，AtSPL和AtSPL11调控茎生叶和花的表型(Shikataetal.,(2009)PlantandCellPhysiology,50(12):2133-2145)。AtSPL9和AtSPL15类似，都具有调控植株从幼苗生长期到成熟生长期转换和叶片生长速率的功能(Schwarzetal.,(2008)PlantMolecularBiology,67(1-2):183-195.)。另外，六个AtSPL基因，包括AtSPL1，AtSPL7，AtSPL8，AtSPL12，AtSPL14和AtSPL16，不是miR156的靶标基因。其中，AtSPL7能直接和铜反应元件(CuRE)结合，调控拟南芥中铜离子的动态平衡(Yamasakietal.,(2009)PlantCell,21(1):347-361)。AtSPL8参与调控花粉囊的发育、雄性育性和GA的生物合成和信号转导(Zhangetal.,(2007)PlantMolecularBiology,63(3):429-439)。AtSPL14在植物发育和对伏马菌素B1的敏感度中起到关键作用(Stoneetal.,(2005)PlantJournal,41(5):744-754)。近年来，水稻中的OsSPL基因的功能研究也取得了很多重要进展。OsSPL14调控水稻分蘖和单穗粒数，OsSPL14高表达能减少无效分蘖，促进穗分支，增加单穗粒数，提高谷粒产量(Jiaoetal.,(2010)NatureGenetics,42(6):541-544；Miuraetal.,(2010)NatureGenetics,42(6):545-549)。进一步研究表明，OsSPL14可能是通过和反向调控分蘖芽生长的TEOSINTEBRANCHED1基因的启动子直接结合，来抑制分蘖；通过直接和正向调控一个穗形态的重要调控基因DENSEANDERECTPANICLE1，来影响株高和穗长(Luetal.,(2013)PlantCell,25(10):3743-3759)。OsSPL16(即GW8)蛋白正向调控细胞分裂，在水稻中过表达该基因促进细胞分裂和灌浆，使得种子变宽切谷物产量增加(Wangetal.,(2012)NatureGenetics44(8):950-954)。GW7是另外一个促进谷粒变得细长的基因，OsSPL16通过和GW7的启动子结合抑制其表达来调控谷粒宽度(Wangetal.,(2015)NatureGenetics47(8):949-954)。但是，水稻中还有很多OsSPL基因的功能未知，更为深入和全面的研究这些SPL基因对发掘更多产量性状调控基因和培育高产作物都非常重要。(三)
技术实现思路
本专利技术目的是通过调控一种SPL18基因的表达本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种SPL18基因在提高植物产量中的应用。
【技术特征摘要】
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...
【专利技术属性】
技术研发人员：张先文，王东芳，沈志成，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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