本发明专利技术属于植物基因工程领域，特别是涉及GmAAP蛋白和GmAAP基因在大豆育种中的应用。本发明专利技术提供了GmAAP蛋白在大豆育种中的应用，所述GmAAP蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO:1所示。本发明专利技术通过基因工程技术降低GmAAP基因的表达能够显著增加大豆分枝数，从而提高大豆的产量。由实施例可知，本发明专利技术提供的应用能够有效提高大豆的分枝数，提高单株荚数，进而提高大豆产量。豆产量。豆产量。
【技术实现步骤摘要】
GmAAP蛋白和GmAAP基因在大豆育种中的应用
[0001]本专利技术属于植物基因工程领域，特别是涉及GmAAP蛋白和GmAAP基因在大豆育种中的应用。
技术介绍
[0002]氮素是植物生长所必需的大量元素之一，氮素的缺乏直接影响作物的产量和品质。为保证作物的产量和品质，每年有大量的氮肥被施入土壤，然而，由于氮肥的吸收和利用率很低，过度施用氮肥不仅对作物产量贡献极为有限，还会导致资源浪费和环境污染等问题。因此，提高植物自身利用氮素的能力对农业生产的可持续发展具有重要意义。利用基因工程技术，提高农作物对土壤中氮素的吸收利用和转运能力，培育氮高效作物新品种是解决上述问题的有效途径。
[0003]植物利用根系从土壤中吸收硝酸根离子，铵离子或氨基酸以获取氮素，氮的吸收和转运主要依靠铵根转运蛋白(AMT)、硝酸根转运蛋白(NRT)、氨基酸转运蛋白(AAT)、肽转运蛋白(PTR)等转运蛋白来完成。而对源器官中大分子降解所产生的氨基酸的吸收和跨膜运输主要是由氨基酸转运蛋白来完成的。在高等植物中，AAT是一类跨膜蛋白，将氨基酸从胞外运至胞内，同时还在氨基酸向生长的“库”的长距离运输、氮素再动员中“源”器官中氨基酸的韧皮部装载、种子发育过程中氨基酸输入、病原反应和非生物胁迫等方面发挥着重要的功能。
[0004]AAT基因被分为两个超家族：APC(氨基酸、多胺和胆碱转运)超家族和AAAP(氨基酸/生长素透性酶)超家族。AAAP超家族分为六个亚家族：AAPs(氨基酸透性酶)家族、LHTs(赖氨酸和组氨酸转运蛋白)家族、ProTs(脯氨酸转运蛋白)家族、GATs(γ-氨基酸丁酸，GABA)家族、AUXs(生长素转运蛋白)家族和ANTs(芳香族和中性氨基酸转运蛋白)家族。研究表明，调节氨基酸转运蛋白编码基因的表达可以调控转基因植物的生长发育以及产量相关性状。例如，OsAAT5、OsAAT7、OsAAT24、OsAAT49和OsAAT60的T-DNA插入突变体的水稻产量及植物干重均下降，证明AAT对水稻的氮素积累及碳氮分配有着重要作用。在拟南芥中过表达AtLHTl可以增强转基因植物对多种氨基酸的吸收功能，同时增加转基因植物的生物量的积累(Hinier等，2006)；在豌豆中表达菜豆的AAPl基因显著提高了转基因豌豆种子中总氮和蛋白质的含量，增加了种子的重量(Rol Ietschek等，2005)；在番茄果实中过表达S1CAT9可以改善果实中氨基酸的组成(Snowden等，2015)。由此可以看出，对氨基酸转运蛋白基因表达水平的调控对作物产量和品质的改良具有重要意义。然而，氨基酸转运蛋白对于影响大豆株型的研究目前未见报道。
技术实现思路
[0005]为了解决上述问题，本专利技术提供了GmAAP蛋白和GmAAP基因在大豆育种中的应用。本专利技术探索了氨基酸转运蛋白对于大豆株型的影响，GmAAP基因对大豆分枝有极其重要的作用，可应用于植物株型改良从而提高大豆产量。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：
[0007]本专利技术提供了GmAAP蛋白在大豆育种中的应用，所述GmAAP蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO:1所示。
[0008]本专利技术还提供了GmAAP基因在大豆育种中的应用，所述GmAAP基因的cDNA序列如SEQ IDNO:2所示。
[0009]本专利技术还提供了调节GmAAP基因的表达量在改良大豆的株型中的应用。
[0010]本专利技术还提供了沉默GmAAP基因在增加大豆分枝数中的应用。
[0011]本专利技术还提供了沉默GmAAP基因在增加大豆单株荚数中的应用。
[0012]本专利技术还提供了沉默GmAAP基因在提高大豆的产量中的应用。
[0013]本专利技术提供了GmAAP蛋白在大豆育种中的应用，所述GmAAP蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO:1所示。本专利技术通过基因工程技术沉默GmAAP基因的表达能够显著增加大豆分枝数，从而提高大豆的产量。由实施例可知，本专利技术提供的应用能够有效提高大豆的分枝数，提高单株荚数。
附图说明
[0014]图1为基因编辑载体主要功能元件的结构图，其中35S、atU6和Ubi分别为启动子；Bar为标记基因，gRNA为靶序列；dpCas9为Cas9基因；
[0015]图2为重组植物表达载体DTS6001-GmAAP；
[0016]图3为大豆野生型Jack(OE-CK)与大豆野生型品种Williams82(KO-CK)、GmAAP基因超表达植株3个株系(OE-1、OE-2和OE-3)和GmAAP基因沉默植株3个株系(KO-1，KO-2和KO-3)的整株表型图；
[0017]图4为各植株的单株分枝数统计图；
[0018]图5为各植株的单株荚数统计图；
[0019]图6为各植株GmAAP基因的相对表达量。
具体实施方式
[0020]本专利技术提供了GmAAP蛋白在大豆育种中的应用，所述GmAAP蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO:1所示：>Glyma.04G209100.1487aa
[0021]MVEYASRTNLSYCRDYDIEEDSMDGMPLKSDPECYDDDGRLKRTGTIWTTSSHIITAVVGSGVLSLAWAIAQMGWIAGPAVMILFSIVTLYTSSFLADCYRTGDPIFGKRNYTFMDAVSTILGGYSVTFCGIVQYLNLFGSAIGYTIAASLSMKAIQRSHCIIQFSDGENQCHIPSIPYMIGFGAVQIFFSQIPDFHNMWWLSIVASVMSFTYSIIGLVLGVTKIAETGTFKGSLTGISIGTVTEAQKVWGVFQALGNIAFAYSYSFVLLEIQDTIKSPPSEVKTMKKAAKLSIAVTTTFYMLCGCVGYAAFGDSAPGNLLAGFGFHKLYWLIDIANAAIVIHLVGAYQVYAQPLFAFVEKEAAKRWPKIDKEFQISIPGLQSYNQNVFSLVWRTVFVIITTVISMLLPFFNDILGVIGALGFWPLTVYFPVEMYILQKRIPKWSMRWISLELLSVVCLIVTIAAGLGSMVGVLLDLQKYKPFSSDY*，SEQ ID NO:1。所述大豆育种的方法优选包括降低GmAAP蛋白在植株中的表达。在本专利技术中，在不影响GmAAP蛋白活性的前提下(即不在蛋白的活性中心)，本领域技术人员可对SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列进行各种取代、添加和/或缺失一个或几个氨基酸获得具有同等功能的氨基酸序列。因此，GmAAP蛋白还包括SEQ ID NO.1所示氨基酸序列经取代、替换和/或增加一个或几个氨基酸获得的具有同等活
性的蛋白质。
[0022]本专利技术还提供了GmAAP基因在大豆育种中的应用，所述GmAAP基因的cDNA序列如SEQ ID NO:2所示：>Glyma.04G209100.1CDS1464bp
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.GmAAP蛋白在大豆育种中的应用，所述GmAAP蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO:1所示。2.GmAAP基因在大豆育种中的应用，所述GmAAP基因的cDNA序列如SEQ ID NO:2所示。3.调节...
【专利技术属性】
技术研发人员：张丹，吕海燕，杨宇明，张恒友，王莉，
申请(专利权)人：河南农业大学，
类型：发明
国别省市：
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