【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物，具体涉及tanac22-a1基因在负调控小麦穗中小花数目中的应用。
技术介绍
1、小麦穗的发育过程中，小花数是决定小麦产量的关键因素之一。在小麦的生长周期中，穗分化阶段是一个非常重要的时期，它直接关系到小麦的结实性和最终的产量。穗发育过程包括穗分化、小花分化、花粉母细胞减数分裂、花粉充实等关键步骤。小花数的多少直接影响到小麦的每穗粒数，进而影响总体产量。一般来说，每穗小花数越多，理论上可形成的籽粒也就越多，从而有可能提高单株和单位面积的产量。
2、小麦作为全球范围内重要的粮食作物之一，其产量的高低直接关系到食品安全和农业经济的发展。在许多国家，尤其是发展中国家，小麦是人民日常饮食的主要组成部分，提供了大量的碳水化合物、蛋白质以及必需的维生素和矿物质。因此，确保小麦的高产稳产对于保障国民营养需求和促进社会经济稳定至关重要。小麦也是我国主要的口粮作物，确保其高产、稳产具有重要的意义。小麦的穗部结构，对小麦的产量和品质具有决定性影响。改良小麦穗部发育结构可以提高产量，通过改良花序结构，可以增加每穗的有效小穗数和小花数，从而提高每穗的籽粒数。这对于提升单位面积的产量具有重要意义；可以提升品质，花序改良还可以改善籽粒的均匀性和充实程度，从而提高小麦的品质。这对于满足不同食品加工需求和提升面粉质量尤为重要；可以增强适应性，改良后的花序能够更好地适应不良环境条件，如干旱、高温等，减少因逆境导致的不育或空壳现象，保证产量的稳定性；也可以提高抗病虫能力，改良花序有助于提高小麦对病虫害的抵抗力，减少农药的使用，降低生
3、nac基因家族是一类植物特有的转录因子家族，广泛存在于各种植物中。nac得名于该家族最初的三个成员：no apical meristem(nam)、arabidopsis transcriptionactivation factor(ataf)和cup-shaped cotyledon(cuc)。nac家族的基因在植物生长发育、信号传导以及应对逆境等方面扮演着重要角色。nac基因参与植物器官的形成和分化，如花的发育、根系的构建和叶片的衰老等过程。例如，cuc基因在植物胚胎发生和器官边界建立中起到关键作用。nac基因家族成员在植物响应干旱、盐碱、寒冷、病虫害等生物和非生物逆境中具有重要作用。它们通过调节下游应激相关基因的表达，帮助植物适应不利环境条件。此外，nac基因家族的成员也参与植物激素的信号传导途径，如生长素、赤霉素、乙烯等，通过与这些激素相互作用，调节植物的生长和发育。一些nac基因在植物的免疫反应中发挥作用，能够增强植物对病原体的抵抗力。这些基因可能通过激活防御相关基因的表达来提高植物的抗病性。由于nac基因家族在植物生理和逆境响应中的多重功能，它们成为了植物分子育种和基因工程的重要靶点。通过操控nac基因的表达，科学家们可以培育出具有改良特性的作物，如提高抗旱能力、增强病虫害防御能力或改善生长习性等。
4、因此，小麦花序的改良是实现小麦高产、优质、高效和可持续发展的关键，而nac转录因子家族在其中发挥着重要的作用。因而，通过对小麦nac转录因子家族基因的研究，可以更好的了解nac基因在小麦发育过程中，尤其是穗发育过程中的重要作用。进而通过现代育种技术，如分子标记辅助选择、基因编辑等手段，更精确地改良小麦品种，获得更优异小麦花序结构、更多小花数的高产小麦品种，以满足不断增长的全球粮食需求和应对不断变化的环境挑战。对于我国粮食生产的长期稳定发展和安全有着十分重要的意义，了解并找到与小麦穗发育更多相关的基因，从分子层面研究基因对小麦花序发育的功能具有重要意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供tanac22-a1基因在负调控小麦穗中小花数目中的应用。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案概述如下：
3、本专利技术采用的tanac22-a1基因在在ensemblplants和ncbi中基因序列号分别traescs5a02g500500.1和xm_044527981.1，tanac22-a1基因的信使rna(mrna)序列长度为1351bp，tanac22-a1基因的编码序列长度为1017bp，核苷酸序列如seq id no.1所示，包括339个氨基酸，氨基酸序列如seq id no.2所示。
4、本专利技术还构建了植物表达载体，含有上述基因的基因敲除载体的转基因植物系以及含有所述载体的宿主细胞在提高小麦穗小花数目方面的功能也落入本专利技术的保护范围之内。
5、本专利技术所保护的基因的功能，不仅包括上述tanac22-a1基因，还包括与tanac22-a1基因具有较高同源性(同源性高达99％)的同源基因在调控小麦穗发育小花数目方面的功能。
6、本专利技术公开的tanac22-a1基因在调控小麦穗中小花数目中的生物学功能，具体表现在：在正常生长条件下，tanac22-a1缺失突变的突变体和crispr基因敲除转基因植株株系的小麦穗小花数目均高于野生型。
7、根据其功能，可以通过基因敲除的方式来获得花序多小花数目的植株，具体地，可以通过将tanac22-a1基因从目的植物中敲除或者降低表达量，得到转基因植物，该植株花序中小花数目高于目的植物。
8、具体地，tanac22-a1基因具体可通过所述crispr-cas9载体导入所述目的植物。所述方法中，所述crispr-cas9载体可通过使用植物病毒载体、电导、农杆菌介导等常规生物学方法转化植物细胞或组织，并将转化的植物组织培育成植株。
9、为了提高植物的优良性状，本专利技术还保护一种新的植物育种方法，所述方法为以下(1)或(2)：
10、(1)通过敲除目的植物中tanac22-a1蛋白的活性，获得盐胁迫耐受性强于目的植物的植株；
11、(2)通过调控目的植物中tanac22-a1基因的表达，获得小花数目不同于目的植物的植株；
12、“调控植物中的tanac22-a1基因的表达”的方法为过表达、沉默或定向突变tanac22-a1基因。
13、例如可以通过减少/缺失目的植物中tanac22-a1基因的表达，获得小花数目多于目的植物的植株。
14、“减少/缺失目的植物中tanac22-a1基因的表达”的实现方式可为如下(1)或(2)或(3)：
15、(1)将tanac22-a1基因从目的植物中敲除表达；
16、(2)将tanac22-a1基因从目的植物中减少表达；
17、(3)本领域内的其它常见方法。
18、其中，本专利技术所述目的植物是小麦。
19、调控基因表达水平包括利用dna同源重组技术、病毒介导的基因沉默技术和农杆菌介导的转化体系调控所述tanac22-a1表达，获得转基因本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.TaNAC22-A1基因在负调控小麦穗中小花数目中的应用，其特征在于，所述TaNAC22-A1基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，通过筛选TaNAC22-A1自然突变体或构建TaNAC22-A1 CRISPR基因敲除载体，获得TaNAC22-A1缺失突变的突变体或转基因植株，在正常生长条件下，所获得的突变体或转基因植株的小麦穗小花数目均高于野生型。
3.一种植物育种方法，其特征在于，所述方法为以下(1)或(2)：
4.根据权利要求3所述的植物育种方法，其特征在于，调控目的植物中TaNAC22-A1基因的表达的方式为过表达、沉默或定向突变TaNAC22-A1基因。
5.根据权利要求3所述的植物育种方法，其特征在于，调控目的植物中TaNAC22-A1基因的表达可以通过减少/缺失目的植物中TaNAC22-A1基因的表达，获得小花数目多于目的植物的植株。
6.根据权利要求3所述的植物育种方法，其特征在于，所述目的植物为小麦。
【技术特征摘要】
1.tanac22-a1基因在负调控小麦穗中小花数目中的应用，其特征在于，所述tanac22-a1基因的核苷酸序列如seq id no.1所示。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，通过筛选tanac22-a1自然突变体或构建tanac22-a1 crispr基因敲除载体，获得tanac22-a1缺失突变的突变体或转基因植株，在正常生长条件下，所获得的突变体或转基因植株的小麦穗小花数目均高于野生型。
3.一种植物育种方法，其特征在于，所述方...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖军，林学磊，骆旭梅，王冬至，
申请(专利权)人：中国科学院遗传与发育生物学研究所，
类型：发明
国别省市：
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