CN116463356B - 大豆GmSPA3a变体及其在育种中的应用 - Google Patents

大豆GmSPA3a变体及其在育种中的应用 Download PDF

Info

Publication number
CN116463356B
CN116463356B CN202310468092.5A CN202310468092A CN116463356B CN 116463356 B CN116463356 B CN 116463356B CN 202310468092 A CN202310468092 A CN 202310468092A CN 116463356 B CN116463356 B CN 116463356B
Authority
CN
China
Prior art keywords
plant
gmspa3a
soybean
breeding
gene
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202310468092.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN116463356A (zh
Inventor
孔凡江
刘宝辉
芦思佳
李世晨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangzhou University
Original Assignee
Guangzhou University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangzhou University filed Critical Guangzhou University
Priority to CN202310468092.5A priority Critical patent/CN116463356B/zh
Publication of CN116463356A publication Critical patent/CN116463356A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN116463356B publication Critical patent/CN116463356B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07K—PEPTIDES
    • C07K14/00—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/415—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from plants
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01H—NEW PLANTS OR NON-TRANSGENIC PROCESSES FOR OBTAINING THEM; PLANT REPRODUCTION BY TISSUE CULTURE TECHNIQUES
    • A01H1/00—Processes for modifying genotypes ; Plants characterised by associated natural traits
    • A01H1/06—Processes for producing mutations, e.g. treatment with chemicals or with radiation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01H—NEW PLANTS OR NON-TRANSGENIC PROCESSES FOR OBTAINING THEM; PLANT REPRODUCTION BY TISSUE CULTURE TECHNIQUES
    • A01H1/00—Processes for modifying genotypes ; Plants characterised by associated natural traits
    • A01H1/12—Processes for modifying agronomic input traits, e.g. crop yield
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N13/00—Treatment of microorganisms or enzymes with electrical or wave energy, e.g. magnetism, sonic waves
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/01—Preparation of mutants without inserting foreign genetic material therein; Screening processes therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09—Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63—Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79—Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/82—Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • C12N15/8241—Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology
    • C12N15/8261—Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6876—Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes
    • C12Q1/6888—Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for detection or identification of organisms
    • C12Q1/6895—Nucleic acid products used in the analysis of nucleic acids, e.g. primers or probes for detection or identification of organisms for plants, fungi or algae
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/146—Genetically Modified [GMO] plants, e.g. transgenic plants

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Developmental Biology & Embryology (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)

Abstract

本发明属于于分子生物学领域，具体涉及大豆GmSPA3a变体及其在育种中的应用。本发明通过诱变，获得株高变矮、单株粒重增加的大豆植株rin1，经突变位点精准定位和测序，获得该突变由GmSPA3a基因控制，GmSPA3a基因第841位提前终止，造成植株节间距变短，株高降低、单株粒重增加。所述突变可应用于大豆育种和大豆品种改良，在选育密植、抗倒伏、产量高的优势品种中具有巨大的潜力。

Description

大豆GmSPA3a变体及其在育种中的应用
技术领域
本发明属于于分子生物学领域，具体涉及大豆GmSPA3a变体及其在育种中的应用。
背景技术
大豆(Glycinemax)作为重要的经济作物不仅为人类提供了大量的植物蛋白和食用油，也是畜牧业蛋白质饲料的主要来源，在世界各国广泛种植。据美国农业部(USDA)相关数据显示，2021年全球大豆产量为3.52亿吨，2022年为3.86亿吨。这些大豆中主要为转基因大豆，而全球每年非转基因大豆产量约为6000.00～7000.00万吨，仅占总产量的13.00％～16.00％(闫文义，2022)。为此在有限的耕地条件下提高单产是提高非转基因大豆产量的重要途径，大豆密植技术由此而生。
但是当种植密度达到一定范围时，植株形态易发生变化，倒伏风险增加。倒伏发生的越早，减产量越高，开花期严重倒伏可使大豆减产60％以上，结荚期或鼓粒期严重倒伏可使大豆减产50％以上。大豆倒伏受到多种因素共同影响，其调控机制尚不明确，有待进一步研究。其中大豆的株高与植株的倒伏指数有显著正相关的关系，株高越高，倒伏可能性越大。矮秆耐密植大豆品种的培育是实现大豆产量提升的重要途径。
非转基因作物新品种的育成主要包含杂交、野生豆优异等位变异导入现有品种、以及诱变育种等。杂交后代会出现性状分离、育种过程复杂、耗时长，而诱变育种则克服了这些缺点。诱变育种始于1927年，利用了作物在生长和繁殖过程中发生的变异，包括自然变异与人工诱变。与自然变异相比人工诱变具有变异类型多，时间短，突变率高的优点。射线诱变是诱变育种中常用的物理诱变方法，其中γ射线是一种短波长的电离辐射线，60Co-γ射线是目前应用最广的γ放射线源之一，是一种快速有效的育种方式。
黑农35(HN35)是中国北方的主栽品种之一，具有主茎发达，节数多、节间短、结荚密的优良性状。但是其不耐密植，密植条件下节间伸长，易倒伏，因此通过品种改良，使其成为适宜高纬度地区种植的耐密植、高产品种是目前有待解决的问题；且现有自然界中，并未发现一个节间距缩短而不减产的基因，因此，挖掘控制矮化高产性状的基因的新的变异位点，在理论研究和育种实践上都具有重要意义。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供大豆GmSPA3a变体及其在育种中的应用。
本发明提供了GmSPA3a基因变体，包括GmSPA3a基因2521bp处G变为T。
本发明中，所述GmSPA3a基因变体可以是诱变产生，也可以是自然变异产生，本发明对此不作限定。
进一步的，本发明所述的GmSPA3a基因变体通过诱变获得；本发明通过诱变，获得株高变短、单株粒重增加的突变体，经分析获得，其由GmSPA3a基因2521bp处G变为T导致。
更进一步的，本发明所述的GmSPA3a基因变体，包括如下i)～iv)所示的核酸中的至少一种：
i)、具有如SEQ ID NO:11所示的核苷酸序列；或
ii)、与如i)所述的核酸分子互补核酸分子；或
iii)、与i)或ii)的核酸分子编码相同蛋白质，但因遗传密码的简并性而与I)或II)的核酸分子不同的核酸分子；或
iv)、与i)、ii)或iii)所述的核酸分子经取代、缺失或添加一个或多个碱基获得的核酸分子，且与i)、ii)或iii)所示的核酸分子功能相同或相似的核酸分子；或
v)、与i)、ii)、iii)或iv)所述核苷酸序列具有至少80％序列一致性的核酸分子。
本发明所述的编码GmSPA3a基因变体的核酸可以是DNA、RNA、cDNA或PNA。在本发明实施例中，所述核酸为DNA或RNA形式。所述DNA形式包括cDNA、基因组DNA或人工合成的DNA。所述DNA可以是单链的或是双链的。核酸可以包括具有不同功能的核苷酸序列，如编码区和非编码区如调控序列(例如启动子或转录终止子)。核酸在拓扑学上可以是线性或环状的。核酸可以是载体(如表达或克隆载体)的一部分，或一个片段。所述核酸可直接从天然来源获得，或者可由重组、酶法或化学技术辅助制备。所述RNA形式为由基因转录获得的mRNA等。
本发明还提供了所述核酸的转录单元，所述转录单元是指启动子开始至终止子结束的DNA序列。启动子和终止子两侧或之间还可包括调控片段，所述调控片段可以包括与核酸序列可操作地连接的启动子、增强子、转录终止信号、多腺苷酸化序列、复制起点、核酸限制性位点、和同源重组位点，例如启动子的增强子，poly(A)信号等。
本发明还提供了所述GmSPA3a基因变体的产物。
本发明提供了所述的GmSPA3a基因变体作为靶点在豆科植物育种中的作用。
进一步的，所述育种包括降低株高、提高单株产量、增加种植密度和/或品种改良中的至少一种；所述豆科植物为大豆。
本发明提供了种质改造的制剂，其包括如下I)～II)所示中的至少一种：
I)、整合有本发明所述GmSPA3a基因变体和/或以本发明所述GmSPA3a基因变体为靶点的重组载体；
II)、含有I)的宿主细胞。
本发明所述重组载体，可与所述GmSPA3a基因变体进行整合，进行目的基因或目的基因产物的扩增或保存。
本发明所述重组载体，可靶向所述GmSPA3a基因变体，对所述GmSPA3a基因变体进行基因编辑，产生相应的突变(第2521的G变为T)；所述重组载体上可携带有靶向序列，所述靶向序列包括编码所述GmSPA3a基因变体关键突变区域的核酸序列，所述核酸序列长度不限，本领域技术人员可根据需要进行设定。
本发明所述重组载体，是指重组的核酸载体，是一种重组DNA分子，其包含期望的编码序列和对可操作连接的编码基因在具体宿主生物内的表达所必不可少的合适的核酸序列或元件。对模式动物或哺乳动物细胞中的表达必需的核酸序列或元件包括启动子，核糖体结合位点及可能的其它序列。已知真核细胞利用启动子，增强子以及终止子。一经转化进入合适的宿主，载体可以独立于宿主基因组进行复制和发挥作用，或者，在一些情况下，自己整合进入基因组。在本说明书中，“质粒”和“载体”有时可以交换通用，因为质粒是当前最普遍使用的载体形式。然而，本发明意图包括表达载体的这样的其它形式，其发挥等价作用，其在本领域是已知的或将变为已知的，包括但不限于：质粒，噬菌体颗粒，病毒载体和/或仅为潜在的基因组插入物。具体实施例中，编码本发明提供的融合蛋白的核酸可构建于各种真核表达载体中
本发明还提供了载体组合，其包括了本发明所述的重组载体和辅助载体，所述辅助载体用于辅助目标基因发生所述突变。
本发明所述辅助载体，其可含有目标基因某区段，所述某区段可以为gRNA目的片段，也可以为具有编码所述GmSPA3a变体关键突变的区段(第2521的G变为T)，作为基因编辑目的区段对已有序列进行突变和替换等。
本发明所述重组载体或载体组合中的载体的来源包括植物、细菌、真菌、噬菌体或病毒，本发明对此不做限定。所述植物载体包括但不限于pBI101、pCAMBIA-1300、农杆菌LBA4404、pRTL2、pPZP212等。所述细菌载体包括但不限于pET28a、pET16b、pET26b、pET28a、pET31b、pBAD、pBADHis、pTrc99a、pTrcHis、pACYCduet-1、pETduet-1、pCDFduet-1、pColdI、pColdII等；所述的真菌载体包括但不限于pYES2、pYES3、pYES6、pAUR23等；所述的噬菌体载体包括噬菌粒和辅助载体，所述的噬菌粒包括但不限于pBluescriptII-KS(+)、pcomb3XSS、pCANTAB5E或pKK233.3。
本发明所述宿主细胞，其含有本发明所述的重组载体；
进一步的，本发明所述宿主细胞，其来源包括植物、细菌、真菌、噬菌体或病毒，本发明对此不做限定。本发明使用重组DNA技术构建的载体转化或转染宿主细胞，这样转化的宿主细胞有能力复制含有目的基因的载体或表达期望蛋白质。
更进一步的，本发明所述的宿主细胞可作为基因编辑的工具的载体，其含有将目标基因替换或产生所述突变的全部组件，用于所述组件的保存或扩增繁殖。
本发明提供了种质鉴定的制剂，其包括靶向本发明所述GmSPA3a基因变体的引物组。
进一步的，
所述引物组包括扩增引物组和dCAPs分子标记引物组；
所述扩增引物组包括如SEQ ID NO:5所示核苷酸序列的上游引物和如SEQ ID NO:6所示核苷酸序列的下游引物；
所述dCAPs分子标记引物组包括如SEQ ID NO:7所示核苷酸序列的上游引物和如SEQ ID NO:8所示核苷酸序列的下游引物。
更进一步的，所述种质鉴定的制剂还包括核酸内切酶和缓冲液等；本发明的一些具体的实施例中，所述内切酶为Taq1。
本发明提供了试剂盒，包括辅料和本发明所述的制剂中的至少一种。
进一步的，本发明所述的试剂盒中，所述辅料包括抗生素、培养基、缓冲液、裂解液、DNA提取纯化试剂、反转录试剂、PCR扩增试剂、转染或转化试剂或清洗试剂中的任意一种或多种。
本发明提供了所述的GmSPA3a基因变体、所述的种质改造制剂和/或所述种质鉴定的制剂在缩短植物株高和/或提高植物单株粒重中的应用。
本发明提供了缩短豆科植物株高和/或提高豆科植物单株粒重的方法，包括利用如下A)～C)所示中的至少一种对豆科植物进行基因组编辑，获得缩短株高和/或提高单株粒重的植株：
A)、本发明所述的GmSPA3a基因变体；
B)、本发明所述的种质改造的制剂；
C)、本发明所述的种质鉴定的制剂。
进一步的，所述豆科植物包括大豆。
更进一步的，本发明还提供了所述缩短豆科植物株高和/或提高豆科植物单株粒重的方法过程中构建的植物细胞、植物组织或植物器官，所述植物细胞、植物组织或植物器官可经培育长成完整的植株，所述植株含有所述GmSPA3a基因和所述GmSPA3a基因的表达产物，具有株高变短和单株粒重增多的特性。
本发明通过诱变，获得株高变矮、单株粒重增加的大豆植株rin1，经突变位点精准定位和测序，获得该突变由GmSPA3a基因控制，GmSPA3a基因第841位提前终止，造成植株节间距变短，株高降低、单株粒重增加。所述突变可应用于大豆育种和大豆品种改良，在选育密植、抗倒伏、产量高的优势品种中具有巨大的潜力。
附图说明
图1示野生型HN35与诱变突变体rin1的表型差异，其中，a为成熟时HN35与突变型rin1的表型差异，白色竖线所示比例尺为10厘米；b为株高(cm)(n＝10株)统计分析；c为节数(n＝10株)统计分析；D为节间长度(cm)(n＝10株)统计分析；f为单株粒数(n＝10株)统计分析；g为单株产量(g)(n＝10株)统计分析；h为百粒重(g)(n＝10株)统计分析；
图2示rin1在不同种植密度下均能提高产量，其中，A为(25、35、45万株/公顷不同种植密度下形态，白色竖线所示比例尺为20厘米；b为株高(n＝25)统计分析；c为节数(n＝25)统计分析；d为节间长度(cm)(n＝25)统计分析；e为单株产量(g)(n＝25)统计分析；f为小区产量(kg)(10m2定义为一个小区，n＝4)的统计分析；
图3示图位克隆获得RIN1位点的调控基因GmSPA3a；
图4示黑河43(HH43)与rin1的表型差异，其中，a为成熟时HH43和rin1表型差异，白色竖线所示比例尺为10厘米；b为株高(cm)(n＝10株)统计分析；c为节数(n＝10株)统计分析；d为节间长度(cm)(n＝10株)统计分析；f为单株粒数(n＝10株)统计分析；g为单株产量(g)(n＝10株)统计分析；h为百粒重(g)(n＝10株)统计分析；
图5示GmSPA3a基因在参考基因组Williams82(Wm82)HH43、HN35与rin1中的序列差异；
图6示GmSPA3a-dCAPs分子标记扩增的分型结果；
图7示GmSPA3aH1、GmSPA3aH2、GmSPA3aH3三种自然变异均与株高无显著关联；
图8示近等基因系表型分析显示rin1中GmSPA3a的变异使大豆株高显著降低，单株产量提升。
具体实施方式
本发明提供了大豆GmSPA3a变体及其在育种中的应用，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
本发明提供了如下生物材料中的任意一种或多种：
(1)本发明所述通过γ射线诱变HN35得到的rin1突变体株系；
(2)本发明所述的RIN1近等基因系；
(3)编码AA2蛋白序列的核酸分子；
(4)带有编码AA2蛋白序列的核酸分子的各种重组载体；
(5)带有编码AA2蛋白序列的核酸分子的各种重组微生物；
(6)带有编码AA2蛋白序列的核酸分子的植物细胞器、植物组织或植物器官。
(7)编码AA3蛋白序列的核酸分子，序列见附件：序列3；
(8)带有编码AA3蛋白序列的核酸分子的各种重组载体；
(9)带有编码AA3蛋白序列的核酸分子的各种重组微生物；
(10)带有编码AA3蛋白序列的核酸分子的植物细胞器、植物组织或植物器官。
相关氨基酸和核苷酸序列：
HN35核酸序列为C1，氨基酸序列为AA1；
H43的核酸序列为C2，氨基酸序列为AA2；
rin1突变体(HN35诱变体)rin1的核酸序列为C3，氨基酸序列为AA3；
C1、C2、C3差异核苷酸：
C1中，第223bp处为A，第2521bp处为G；
C2中，第223bp处为G，第2521bp处为G；
C3中，第223bp处为A，第2521bp处为T。
AA1、AA2和AA3差异氨基酸：
AA1中第75个氨基酸为丝氨酸，第841位氨基酸为谷氨酸，不提前终止；
AA2中第75个氨基酸为甘氨酸，第841位为谷氨酸，不提前终止；
AA3中第75个氨基酸为丝氨酸，第841位氨基酸处由谷氨酸变为终止密码子，蛋白提前终止。
HN35中GmSPA3a的cDNA序列(C1)：
atgtgttgttttacttggcctacatgcaattctagctgggtgaagatggagggttcttctgggtctgcttttcacaattctggcagttctagggccttgaatagttccggagtctcagataggaatcaaagggttcattgtcctcaaaggaaccccttttcgggtgaggcatcacaggattcggggtttagaaaggaaagggatagggttctgttggctcaaagtggtcagcctaaaaatttgggtggcgggttttcggggttgtgtgaggatgaggtggaggttgacccctttttctgtgctgtagaatggggtgatattagcttgaggcaatggttggataaacctgaacgatcggtggatgcctttgaatgcttgcacatatttaggcaaatagtagagatcgttagtgtagcacattctcaaggagttgtagttcacaatgtgaggccttcctgcttcgtcatgtcatctttcaaccatatctcgtttattgaatcagcatcttgttcagatactggatcggattctttaggagatggaatgaacaaccaaggcggtgaggttaaaactccaacatctctctgtccccatgatatgcatcagcagagtttgggaagtgaagattttatgcccatcaagacttcaaccacccctgctcggtcagattctagttgcatgctgtcgagtgccgtgtatgcagctcgtgcatcattgatagaagaaacagaagaaaataaaatgaaagataggagaaaggatgaagaagtagaaggaaagaagcaatcatttccaatgaaacagatactactaatggagatgagttggtacactagtcctgaagagggtgctggtgaatctagttcttgtgcttcagacgtttatcgattgggggttctcctttttgagctattttgtccgctcagctcaagagaagaaaagagtagaaccatgtctagccttagacacagagttcttcctccacagttacttctaaagtggcctaaagaagcttcattttgcttatggttactgcatcctgaccctaagagtcgtccaacacttggggagttgttgcagagcgagttccttaatgaacagagagatgatacggaagaacgtgaagcagcgatagagctgagacaaaggatagaggatcaggagttgttgttagagttccttttgttacttcaacagagaaaacaggaagttgctgagaagttgcaacatactgtctcttttctgtgttcagatattgaagaagtgaccaagcagcacgttagatttaaagagattactggtgctgaactggggagtgatgagcgttcagcatcaagtttcccatccatgacatttgttgatagtgaggattctgcttttctagggactagaaaacgagtcagactagggatggatgttaaaaacattgaggaatgtgacgatgatgtaggggatgatcagaaaagtaacggaagttttctttcaaaaagttcacgactaatgaagaactttaagaaacttgagtcagcttactttttaacacgatgtagaccagcctattcctctgggaaactggcggttagacatccacctgtaacaagtgatggtagagggtctgttgtcgtgactgaaagaagttgcatcaatgacttgaaatctaaagagcagtgcagggagggtgcaagtgcttggataaatccttttcttgagggtttgtgcaagtatttatcattcagtaagctaaaggttaaggctgacctaaagcaaggagatcttttgcattcttccaacctagtatgctcactcagctttgatcgtgatggagaatttttcgctaccgcgggtgtgaataagaaaattaaagtgtttgaatgtgattcaataataaatgaggatcgtgatatccactatccagttgtggagatggctagcaggtcaaagttaagcagtatatgttggaatacatacatcaaaagtcaaattgcttcaagcaactttgaaggtgttgtacagttatgggatgtgacaagaagtcaagtaatctctgaaatgagggagcacgagcggcgggtgtggtccattgatttctcatcagcagacccaacaatgttggcaagtgggagcgatgacggttctgtcaagctatggagtatcaatcagggagttagtgttggtaccatcaaaaccaaggcaaatgtttgctgcgttcagttccccctggattctgctcgtttccttgcttttggttcagcagatcaccgaatatattactatgatcttcgcaaccttaaaatgccactttgtactttagttggacataacaagactgtgagctacatcaagtttgtagacactgtgaaccttgtctctgcttccacagataacactttgaagctttgggatttgtctacatgtgcatctcgagttatagactcaccgattcaatcattcactggtcacgcgaatgttaagaactttgtggggttatcagtatctgatggttacattgccactggttcagagacaaatgaggtgttcatataccacaaggccttccccatgccagcattgtcattcaagtttcagaacacagaccctctttctggcaacgaagtggacgatgctgtgcagttcgtgtcctcagtctgttggcgcggccagtcatcgtccaccttgctcgctgcaaattccacagggaatgtcaaaattctggagatggtttaa(SEQID NO:9)；
H43的cDNA序列(C2)：
atgtgttgttttacttggcctacatgcaattctagctgggtgaagatggagggttcttctgggtctgcttttcacaattctggcagttctagggccttgaatagttccggagtctcagataggaatcaaagggttcattgtcctcaaaggaaccccttttcgggtgaggcatcacaggattcggggtttagaaaggaaagggatagggttctgttggctcaaggtggtcagcctaaaaatttgggtggcgggttttcggggttgtgtgaggatgaggtggaggttgacccctttttctgtgctgtagaatggggtgatattagcttgaggcaatggttggataaacctgaacgatcggtggatgcctttgaatgcttgcacatatttaggcaaatagtagagatcgttagtgtagcacattctcaaggagttgtagttcacaatgtgaggccttcctgcttcgtcatgtcatctttcaaccatatctcgtttattgaatcagcatcttgttcagatactggatcggattctttaggagatggaatgaacaaccaaggcggtgaggttaaaactccaacatctctctgtccccatgatatgcatcagcagagtttgggaagtgaagattttatgcccatcaagacttcaaccacccctgctcggtcagattctagttgcatgctgtcgagtgccgtgtatgcagctcgtgcatcattgatagaagaaacagaagaaaataaaatgaaagataggagaaaggatgaagaagtagaaggaaagaagcaatcatttccaatgaaacagatactactaatggagatgagttggtacactagtcctgaagagggtgctggtgaatctagttcttgtgcttcagacgtttatcgattgggggttctcctttttgagctattttgtccgctcagctcaagagaagaaaagagtagaaccatgtctagccttagacacagagttcttcctccacagttacttctaaagtggcctaaagaagcttcattttgcttatggttactgcatcctgaccctaagagtcgtccaacacttggggagttgttgcagagcgagttccttaatgaacagagagatgatacggaagaacgtgaagcagcgatagagctgagacaaaggatagaggatcaggagttgttgttagagttccttttgttacttcaacagagaaaacaggaagttgctgagaagttgcaacatactgtctcttttctgtgttcagatattgaagaagtgaccaagcagcacgttagatttaaagagattactggtgctgaactggggagtgatgagcgttcagcatcaagtttcccatccatgacatttgttgatagtgaggattctgcttttctagggactagaaaacgagtcagactagggatggatgttaaaaacattgaggaatgtgacgatgatgtaggggatgatcagaaaagtaacggaagttttctttcaaaaagttcacgactaatgaagaactttaagaaacttgagtcagcttactttttaacacgatgtagaccagcctattcctctgggaaactggcggttagacatccacctgtaacaagtgatggtagagggtctgttgtcgtgactgaaagaagttgcatcaatgacttgaaatctaaagagcagtgcagggagggtgcaagtgcttggataaatccttttcttgagggtttgtgcaagtatttatcattcagtaagctaaaggttaaggctgacctaaagcaaggagatcttttgcattcttccaacctagtatgctcactcagctttgatcgtgatggagaatttttcgctaccgcgggtgtgaataagaaaattaaagtgtttgaatgtgattcaataataaatgaggatcgtgatatccactatccagttgtggagatggctagcaggtcaaagttaagcagtatatgttggaatacatacatcaaaagtcaaattgcttcaagcaactttgaaggtgttgtacagttatgggatgtgacaagaagtcaagtaatctctgaaatgagggagcacgagcggcgggtgtggtccattgatttctcatcagcagacccaacaatgttggcaagtgggagcgatgacggttctgtcaagctatggagtatcaatcagggagttagtgttggtaccatcaaaaccaaggcaaatgtttgctgcgttcagttccccctggattctgctcgtttccttgcttttggttcagcagatcaccgaatatattactatgatcttcgcaaccttaaaatgccactttgtactttagttggacataacaagactgtgagctacatcaagtttgtagacactgtgaaccttgtctctgcttccacagataacactttgaagctttgggatttgtctacatgtgcatctcgagttatagactcaccgattcaatcattcactggtcacgcgaatgttaagaactttgtggggttatcagtatctgatggttacattgccactggttcagagacaaatgaggtgttcatataccacaaggccttccccatgccagcattgtcattcaagtttcagaacacagaccctctttctggcaacgaagtggacgatgctgtgcagttcgtgtcctcagtctgttggcgcggccagtcatcgtccaccttgctcgctgcaaattccacagggaatgtcaaaattctggagatggtttaa(SEQID NO:10)；
rin1(HN35中经诱变后携带Gmspa3asg等位变异)的cDNA序列(C3)：
atgtgttgttttacttggcctacatgcaattctagctgggtgaagatggagggttcttctgggtctgcttttcacaattctggcagttctagggccttgaatagttccggagtctcagataggaatcaaagggttcattgtcctcaaaggaaccccttttcgggtgaggcatcacaggattcggggtttagaaaggaaagggatagggttctgttggctcaaagtggtcagcctaaaaatttgggtggcgggttttcggggttgtgtgaggatgaggtggaggttgacccctttttctgtgctgtagaatggggtgatattagcttgaggcaatggttggataaacctgaacgatcggtggatgcctttgaatgcttgcacatatttaggcaaatagtagagatcgttagtgtagcacattctcaaggagttgtagttcacaatgtgaggccttcctgcttcgtcatgtcatctttcaaccatatctcgtttattgaatcagcatcttgttcagatactggatcggattctttaggagatggaatgaacaaccaaggcggtgaggttaaaactccaacatctctctgtccccatgatatgcatcagcagagtttgggaagtgaagattttatgcccatcaagacttcaaccacccctgctcggtcagattctagttgcatgctgtcgagtgccgtgtatgcagctcgtgcatcattgatagaagaaacagaagaaaataaaatgaaagataggagaaaggatgaagaagtagaaggaaagaagcaatcatttccaatgaaacagatactactaatggagatgagttggtacactagtcctgaagagggtgctggtgaatctagttcttgtgcttcagacgtttatcgattgggggttctcctttttgagctattttgtccgctcagctcaagagaagaaaagagtagaaccatgtctagccttagacacagagttcttcctccacagttacttctaaagtggcctaaagaagcttcattttgcttatggttactgcatcctgaccctaagagtcgtccaacacttggggagttgttgcagagcgagttccttaatgaacagagagatgatacggaagaacgtgaagcagcgatagagctgagacaaaggatagaggatcaggagttgttgttagagttccttttgttacttcaacagagaaaacaggaagttgctgagaagttgcaacatactgtctcttttctgtgttcagatattgaagaagtgaccaagcagcacgttagatttaaagagattactggtgctgaactggggagtgatgagcgttcagcatcaagtttcccatccatgacatttgttgatagtgaggattctgcttttctagggactagaaaacgagtcagactagggatggatgttaaaaacattgaggaatgtgacgatgatgtaggggatgatcagaaaagtaacggaagttttctttcaaaaagttcacgactaatgaagaactttaagaaacttgagtcagcttactttttaacacgatgtagaccagcctattcctctgggaaactggcggttagacatccacctgtaacaagtgatggtagagggtctgttgtcgtgactgaaagaagttgcatcaatgacttgaaatctaaagagcagtgcagggagggtgcaagtgcttggataaatccttttcttgagggtttgtgcaagtatttatcattcagtaagctaaaggttaaggctgacctaaagcaaggagatcttttgcattcttccaacctagtatgctcactcagctttgatcgtgatggagaatttttcgctaccgcgggtgtgaataagaaaattaaagtgtttgaatgtgattcaataataaatgaggatcgtgatatccactatccagttgtggagatggctagcaggtcaaagttaagcagtatatgttggaatacatacatcaaaagtcaaattgcttcaagcaactttgaaggtgttgtacagttatgggatgtgacaagaagtcaagtaatctctgaaatgagggagcacgagcggcgggtgtggtccattgatttctcatcagcagacccaacaatgttggcaagtgggagcgatgacggttctgtcaagctatggagtatcaatcagggagttagtgttggtaccatcaaaaccaaggcaaatgtttgctgcgttcagttccccctggattctgctcgtttccttgcttttggttcagcagatcaccgaatatattactatgatcttcgcaaccttaaaatgccactttgtactttagttggacataacaagactgtgagctacatcaagtttgtagacactgtgaaccttgtctctgcttccacagataacactttgaagctttgggatttgtctacatgtgcatctcgagttatagactcaccgattcaatcattcactggtcacgcgaatgttaagaactttgtggggttatcagtatctgatggttacattgccactggttcatagacaaatgaggtgttcatataccacaaggccttccccatgccagcattgtcattcaagtttcagaacacagaccctctttctggcaacgaagtggacgatgctgtgcagttcgtgtcctcagtctgttggcgcggccagtcatcgtccaccttgctcgctgcaaattccacagggaatgtcaaaattctggagatggtttaa(SEQID NO:11)；
HN35中GmSPA3a的氨基酸序列(AA1)：
MCCFTWPTCNSSWVKMEGSSGSAFHNSGSSRALNSSGVSDRNQRVHCPQRNPFSGEASQDSGFRKERDRVLLAQSGQPKNLGGGFSGLCEDEVEVDPFFCAVEWGDISLRQWLDKPERSVDAFECLHIFRQIVEIVSVAHSQGVVVHNVRPSCFVMSSFNHISFIESASCSDTGSDSLGDGMNNQGGEVKTPTSLCPHDMHQQSLGSEDFMPIKTSTTPARSDSSCMLSSAVYAARASLIEETEENKMKDRRKDEEVEGKKQSFPMKQILLMEMSWYTSPEEGAGESSSCASDVYRLGVLLFELFCPLSSREEKSRTMSSLRHRVLPPQLLLKWPKEASFCLWLLHPDPKSRPTLGELLQSEFLNEQRDDTEEREAAIELRQRIEDQELLLEFLLLLQQRKQEVAEKLQHTVSFLCSDIEEVTKQHVRFKEITGAELGSDERSASSFPSMTFVDSEDSAFLGTRKRVRLGMDVKNIEECDDDVGDDQKSNGSFLSKSSRLMKNFKKLESAYFLTRCRPAYSSGKLAVRHPPVTSDGRGSVVVTERSCINDLKSKEQCREGASAWINPFLEGLCKYLSFSKLKVKADLKQGDLLHSSNLVCSLSFDRDGEFFATAGVNKKIKVFECDSIINEDRDIHYPVVEMASRSKLSSICWNTYIKSQIASSNFEGVVQLWDVTRSQVISEMREHERRVWSIDFSSADPTMLASGSDDGSVKLWSINQGVSVGTIKTKANVCCVQFPLDSARFLAFGSADHRIYYYDLRNLKMPLCTLVGHNKTVSYIKFVDTVNLVSASTDNTLKLWDLSTCASRVIDSPIQSFTGHANVKNFVGLSVSDGYIATGSETNEVFIYHKAFPMPALSFKFQNTDPLSGNEVDDAVQFVSSVCWRGQSSSTLLAANSTGNVKILEMV(SEQ ID NO:12)；
H43的氨基酸序列(AA2)：
MCCFTWPTCNSSWVKMEGSSGSAFHNSGSSRALNSSGVSDRNQRVHCPQRNPFSGEASQDSGFRKERDRVLLAQGGQPKNLGGGFSGLCEDEVEVDPFFCAVEWGDISLRQWLDKPERSVDAFECLHIFRQIVEIVSVAHSQGVVVHNVRPSCFVMSSFNHISFIESASCSDTGSDSLGDGMNNQGGEVKTPTSLCPHDMHQQSLGSEDFMPIKTSTTPARSDSSCMLSSAVYAARASLIEETEENKMKDRRKDEEVEGKKQSFPMKQILLMEMSWYTSPEEGAGESSSCASDVYRLGVLLFELFCPLSSREEKSRTMSSLRHRVLPPQLLLKWPKEASFCLWLLHPDPKSRPTLGELLQSEFLNEQRDDTEEREAAIELRQRIEDQELLLEFLLLLQQRKQEVAEKLQHTVSFLCSDIEEVTKQHVRFKEITGAELGSDERSASSFPSMTFVDSEDSAFLGTRKRVRLGMDVKNIEECDDDVGDDQKSNGSFLSKSSRLMKNFKKLESAYFLTRCRPAYSSGKLAVRHPPVTSDGRGSVVVTERSCINDLKSKEQCREGASAWINPFLEGLCKYLSFSKLKVKADLKQGDLLHSSNLVCSLSFDRDGEFFATAGVNKKIKVFECDSIINEDRDIHYPVVEMASRSKLSSICWNTYIKSQIASSNFEGVVQLWDVTRSQVISEMREHERRVWSIDFSSADPTMLASGSDDGSVKLWSINQGVSVGTIKTKANVCCVQFPLDSARFLAFGSADHRIYYYDLRNLKMPLCTLVGHNKTVSYIKFVDTVNLVSASTDNTLKLWDLSTCASRVIDSPIQSFTGHANVKNFVGLSVSDGYIATGSETNEVFIYHKAFPMPALSFKFQNTDPLSGNEVDDAVQFVSSVCWRGQSSSTLLAANSTGNVKILEMV(SEQ ID NO:13)；
rin1(HN35中经诱变后携带Gmspa3asg等位变异)的氨基酸序列(AA3)：
MCCFTWPTCNSSWVKMEGSSGSAFHNSGSSRALNSSGVSDRNQRVHCPQRNPFSGEASQDSGFRKERDRVLLAQSGQPKNLGGGFSGLCEDEVEVDPFFCAVEWGDISLRQWLDKPERSVDAFECLHIFRQIVEIVSVAHSQGVVVHNVRPSCFVMSSFNHISFIESASCSDTGSDSLGDGMNNQGGEVKTPTSLCPHDMHQQSLGSEDFMPIKTSTTPARSDSSCMLSSAVYAARASLIEETEENKMKDRRKDEEVEGKKQSFPMKQILLMEMSWYTSPEEGAGESSSCASDVYRLGVLLFELFCPLSSREEKSRTMSSLRHRVLPPQLLLKWPKEASFCLWLLHPDPKSRPTLGELLQSEFLNEQRDDTEEREAAIELRQRIEDQELLLEFLLLLQQRKQEVAEKLQHTVSFLCSDIEEVTKQHVRFKEITGAELGSDERSASSFPSMTFVDSEDSAFLGTRKRVRLGMDVKNIEECDDDVGDDQKSNGSFLSKSSRLMKNFKKLESAYFLTRCRPAYSSGKLAVRHPPVTSDGRGSVVVTERSCINDLKSKEQCREGASAWINPFLEGLCKYLSFSKLKVKADLKQGDLLHSSNLVCSLSFDRDGEFFATAGVNKKIKVFECDSIINEDRDIHYPVVEMASRSKLSSICWNTYIKSQIASSNFEGVVQLWDVTRSQVISEMREHERRVWSIDFSSADPTMLASGSDDGSVKLWSINQGVSVGTIKTKANVCCVQFPLDSARFLAFGSADHRIYYYDLRNLKMPLCTLVGHNKTVSYIKFVDTVNLVSASTDNTLKLWDLSTCASRVIDSPIQSFTGHANVKNFVGLSVSDGYIATGS(SEQ ID NO:14)。
栽培大豆原产于中国中部，而中国东北的黑龙江省是中国主要的大豆产区，其产量占中国总产量的40％。黑农35(HN35)产量较高，蛋白质含量较高，是黑龙江省主要的优良品种之一。
本发明采用的试材皆为普通市售品，皆可于市场购得。
下面结合实施例，进一步阐述本发明：
实施例1射线诱变育种及突变位点表型的鉴定
本发明经射线诱变得到了GmSPA3a基因的一种新变异，该变异对于大豆株高及产量的调控具有重要作用。本发明中对这一位点的获得、表型鉴定及变异位点的检测方法进行详细介绍。
1、诱变株系的获得
(1)诱变材料的选择：黑农35是一种优质栽培大豆品种，适宜在黑龙江省第二、三积温带黑土平原区种植，具有节间短、结荚密、蛋白含量高等优点。
(2)种子风干：辐射前在室外晾种，使种子干燥，并提高其通透性从而提升种子的发芽率。
(3)种子辐射：以钴60为辐射源，利用其产生的γ射线辐射风干后的种子。
(4)诱变株系的选育：辐射后的种子按照系谱法进行选育。将诱变后种子种成株行，以后在各世代种选择矮秆株系，将选育的株系大面积种植，记录株高数据并进行产量比较。
经过几年的评估，我们发现了一个节间长度缩短的矮秆突变体(图1)，植株结构紧凑，可能具有高密度种植下提高大豆产量的潜力，因此我们将该突变体命名为rin1。rin1突变体的单株产量高于野生型HN35(图1)，这表明rin1突变体是育种半矮化和高产品种的潜在资源，且对不同种植密度下的HN35和rin1诱变突变体的产量进行了比较，结果表明，不同密度下，rin1的单株产量及小区产量均高于HN35(图2)。
2、矮秆调控基因的图位克隆
将获得的矮秆株系与大豆品种黑河43杂交，通过构建重组自交系群体，结合全基因组重测序与简化测序技术挖掘到一个同时调控大豆株高及单株粒重的QTL新位点Reduced Internode1(RIN1)，通过精细定位得到RIN1位点的调控基因GmSPA3a(图3)。与rin1相比，HH43株高、节间长、节数少、百粒重高(图4)，但单株产量和单株粒数均低于rin1(图4)。
3、GmSPA3a编码区新变异位点的检测
(1)提取亲本黑河43与诱变株系叶片的RNA，反转录为cDNA；
(2)以引物对：SPA3a-F1/R1对(1)中获得的cDNA进行一轮扩增；
扩增体系(50μL)：cDNA模板：1μL、KOD-Buffer：5μL、dNTP：5μL、MgSO4：3μL、上下游引物各1.5μL、KOD酶：1μL、ddH2O：32μL。
PCR反应程序：变性：94℃，2min；退火：98℃，10s；58℃，30s；68℃，1min30s；35个循环；延伸：68℃，2min。
再以稀释100倍的一轮产物为模板利用引物对：SPA3a-F2/R2进行二轮扩增；
扩增体系：稀释100倍的一轮产物：1μL、KOD-Buffer：5μL、dNTP：5μL、MgSO4：3μL、上下游引物各1.5μL、KOD酶：1μL、ddH2O：32μL。
PCR反应程序
PCR反应程序：变性：94℃，2min；退火：98℃，10s；62℃，30s；68℃，1min30s；35个循环；延伸：68℃，2min。
引物序列如下：
SPA3a-F1:5’-gagtttgtgaatccatggtgcagacc-3’(SEQ ID NO:1)；
SPA3a-R1:5’-ctatcaaattgaatatggatcataaccgtg-3’(SEQ ID NO:2)；
SPA3a-F2:5’-atgtgttgttttacttggcctac-3’(SEQ ID NO:3)；
SPA3a-R2:5’-aaccatctccagaattttgac-3’(SEQ ID NO:4)；
(3)测序及序列比对
对扩增后序列进行测序，并利用DNA-Man软件进行序列比对。结果显示诱变株系在第2521bp处产生了一个SNP，该变异导致了GmSPA3a基因的提前终止，将携带此种等位变异的GmSPA3a基因命名为Gmspa3astopgain(Gmspa3asg)(图5)。
4、GmSPA3a新变异位点测序引物的设计及分子标记的开发
依据Phytozome(https://phytozome-next.jgi.doe.gov/)上大豆基因组序列对GmSPA3a编码区序列第2521bp处的SNP进行测序引物设计及分子标记开发。
(1)测序引物设计信息见表1：
表1
PCR反应体系见表2：
表2
成分Components 体积volume
DNA 1μL
rTagMix 25μL
Primer-F 1.5μL
Primer-R 1.5μL
ddH2O 21μL
Total 50μL
PCR反应程序：
变性：94℃，5min；
退火：94℃，30s；58℃，30s；72℃，20s；35个循环
延伸：72℃，5min。
4℃保存。
(2)dCAPs分子标记引物设计信息见表3：
表3
表4
PCR反应程序：
变性：94℃，5min；
退火：94℃，30s；56℃，30s；72℃，20s；35个循环
延伸：72℃，5min。
4℃保存。
内切酶：Taq1；
片段大小：240bp。
(3)PCR产物检测
测序引物扩增后产物进行测序，并利用DNA-Man软件进行序列比对；
利用GmSPA3a-dCAPs分子标记扩增和酶切后使用聚丙烯酰胺凝胶电泳检测利用凝胶成像系统观察分型结果(图6)。
5、GmSPA3a自然变异及株高关联分析
对1000余份自然品种的重测序数据与株高数据关联分析显示，GmSPA3a基因存在三种自然变异GmSPA3aHaplotype1(GmSPA3aH1)，GmSPA3aH2，GmSPA3aH3。而这三种自然变异均与株高无显著关联(图7)。而本发明以大豆品种黑农35为原材料，经60Co-γ射线辐射处理得到了一个矮秆高产的大豆株系。该株系的株高及产量表型变化主要来源于GmSPA3a基因经诱变后在编码区产生的一个新变异位点(Gmspa3asg)。这一变异位点的产生对培育矮秆高产大豆新品种具有重要意义。
6、spa3asg在大豆株高和产量中的应用
(1)近等基因系的构建和田间种植
利用单子粒遗传法在F6代筛选到符合3:1单基因分离比的群体，并进行株行检验。根据重组自交系(RILs)定位的RIN1区段，利用紧密连锁的Inde，SNP分子标记以及GmSPA3a-dCAPs标记挑选剩余片段杂合系构建近等基因系，NIL-RIN1和NIL-rin1(携带Gmspa3asg位点)。
(2)田间株高及产量相关表型观察
将近等基因于2022年6月播种于石家庄(37°27＇N，113°30＇E)自然光照试验田中，每行种植20株，行长1.5m，行距80cm。于10月份植株成熟后对近等基因系的株高、节数、节间距、单株粒重等表型进行观察统计。结果表明携带Gmspa3asg等位变异位点的NIL-rin1在长日照下株高、节间距显著缩短，百粒重下降；但是总粒数及单株粒重显著增加。由此可见，诱变产生的Gmspa3asg新变异位点导致的蛋白提前终止使大豆株高显著降低，单株产量提升(图8)。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.GmSPA3a基因变体，其特征在于，其核酸序列如SEQ ID NO:11所示。
2.权利要求1所述的GmSPA3a基因变体在豆科植物育种中的应用；
所述育种包括降低株高、提高单株产量、增加种植密度和/或品种改良中的至少一种；
所述豆科植物为大豆。
3.种质改造的制剂，其特征在于，包括如下I）~II）所示中的至少一种：
I）、整合有权利要求1所述GmSPA3a基因变体重组载体；
II）、含有I）的宿主细胞。
4.种质鉴定的制剂，其特征在于，包括靶向权利要求1所述GmSPA3a基因变体的引物组；
所述引物组包括扩增引物组和dCAPs分子标记引物组；
所述扩增引物组包括如SEQ ID NO:5所示核苷酸序列的上游引物和如SEQ ID NO:6所示核苷酸序列的下游引物；
所述dCAPs分子标记引物组包括如SEQ ID NO:7所示核苷酸序列的上游引物和如SEQID NO:8所示核苷酸序列的下游引物。
5.如权利要求1所述的GmSPA3a基因变体和/或如权利要求3所述的制剂在缩短植物株高和/或提高植物单株粒重中的应用。
6.缩短豆科植物株高和/或提高豆科植物单株粒重的方法，其特征在于，包括利用如下A）~B）所示中的至少一种对豆科植物进行基因组编辑，获得缩短株高和/或提高单株粒重的植株：
A）、权利要求1所述的GmSPA3a基因变体；
B）、权利要求3所述的制剂。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述豆科植物包括大豆。
CN202310468092.5A 2023-04-27 2023-04-27 大豆GmSPA3a变体及其在育种中的应用 Active CN116463356B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310468092.5A CN116463356B (zh) 2023-04-27 2023-04-27 大豆GmSPA3a变体及其在育种中的应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310468092.5A CN116463356B (zh) 2023-04-27 2023-04-27 大豆GmSPA3a变体及其在育种中的应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN116463356A CN116463356A (zh) 2023-07-21
CN116463356B true CN116463356B (zh) 2024-03-19

Family

ID=87185072

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310468092.5A Active CN116463356B (zh) 2023-04-27 2023-04-27 大豆GmSPA3a变体及其在育种中的应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116463356B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117265167A (zh) * 2023-10-17 2023-12-22 吉林省农业科学院(中国农业科技东北创新中心) 与大豆抗倒伏指数关联的单核苷酸突变位点s08_40145372及其kasp标记、应用

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108728420A (zh) * 2017-04-24 2018-11-02 中国科学院上海生命科学研究院 一种调控作物矮化及其产量的基因及其应用
CN112575001A (zh) * 2019-09-29 2021-03-30 广州大学 GmLCL3基因在调节大豆光周期和开花时间以及提高大豆产量中的应用
CN112852989A (zh) * 2020-12-31 2021-05-28 中国科学院东北地理与农业生态研究所 一种与大豆农艺性状相关的snp位点组合、液相基因芯片及应用
CN113637060A (zh) * 2021-09-15 2021-11-12 中国农业科学院作物科学研究所 大豆GmSPA3a/3b蛋白及其相关生物材料在调控植物开花和株高中的应用
CN114731949A (zh) * 2022-03-31 2022-07-12 浙江新安化工集团股份有限公司 高油酸大豆突变体及其检测方法
CN114805517A (zh) * 2022-05-13 2022-07-29 中国科学院华南植物园 大豆GmCOL2b基因在调控种子大小中的应用

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108728420A (zh) * 2017-04-24 2018-11-02 中国科学院上海生命科学研究院 一种调控作物矮化及其产量的基因及其应用
CN112575001A (zh) * 2019-09-29 2021-03-30 广州大学 GmLCL3基因在调节大豆光周期和开花时间以及提高大豆产量中的应用
CN112852989A (zh) * 2020-12-31 2021-05-28 中国科学院东北地理与农业生态研究所 一种与大豆农艺性状相关的snp位点组合、液相基因芯片及应用
CN113637060A (zh) * 2021-09-15 2021-11-12 中国农业科学院作物科学研究所 大豆GmSPA3a/3b蛋白及其相关生物材料在调控植物开花和株高中的应用
CN114731949A (zh) * 2022-03-31 2022-07-12 浙江新安化工集团股份有限公司 高油酸大豆突变体及其检测方法
CN114805517A (zh) * 2022-05-13 2022-07-29 中国科学院华南植物园 大豆GmCOL2b基因在调控种子大小中的应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
大豆GmFDL06基因抗干旱及耐盐性研究;李媛媛;南海洋;刘宝辉;孔凡江;郭长虹;;大豆科学;20171231(03);第31-39页 *
大豆GmSPL3 基因家族功能初探;吴艳等;《大豆科学》;第38卷(第5期);第694-703页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN116463356A (zh) 2023-07-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107988229A (zh) 一种利用CRISPR-Cas修饰OsTAC1基因获得分蘖改变的水稻的方法
EP3978613A1 (en) Parthenogenetic haploid induction gene dmp and application thereof
CN110578015B (zh) 甘蓝型油菜高矮性状紧密连锁的snp标记及其应用
CN116463356B (zh) 大豆GmSPA3a变体及其在育种中的应用
CN111763687A (zh) 一种基于基因编辑技术快速培育玉米单倍体诱导系的方法
CN112760304A (zh) 基于基因编辑技术的gbssi突变型蛋白及其在植物育种中的应用
CN111073875B (zh) 小麦单倍体诱导基因及其应用
CN109825638A (zh) 一种水稻耐盐基因OsRR22引导引物、应用和靶点载体及靶点载体制备方法
CN109486830A (zh) 水稻snb基因及应用、调控籽粒大小的方法
JP2011120597A (ja) ゲノムｄｎａ断片の選抜方法
CN112609017B (zh) 检测水稻籽粒小粒形的分子标记及对应的基因和应用
CN113980996A (zh) 蛋白gen1及其相关生物材料在调控玉米产量中的应用
CN108531506A (zh) 一种调控作物株型结构的方法及获得株型紧凑作物的方法
CN101747420A (zh) 一种水稻显性矮秆相关蛋白及其编码基因与应用
CN110407921A (zh) 来源于谷子的植物籽粒发育相关蛋白sgdw1及其编码基因和应用
CN110407922B (zh) 水稻耐冷基因qSCT11及其应用
CN114736280A (zh) ZmROA1蛋白在调控植物耐密性中的应用
CN105950598B (zh) 一个水稻休眠性相关蛋白及其编码基因与应用
CN104450739B (zh) 一种水稻源抗虫相关基因OsHR1及其编码产物与应用
JP4298538B2 (ja) 休眠性に関与する遺伝子座に連鎖する遺伝マーカーおよびその利用
WO2023219154A1 (ja) 水田からのメタン排出量の削減方法、イネにおけるメタン排出量の調節の程度を判定する判定方法、及びイネの包装品
CN117305326B (zh) 青花菜BoCENH3基因及其在单倍体诱导中的应用
CN116789785B (zh) 长雄蕊野生稻高产、高光效基因FarL1及其应用
CN116445497B (zh) 甘蓝BoDMP9基因及其在母本单倍体诱导中的应用
CN112779265B (zh) 一种对植物特定基因进行饱和碱基编辑的育种方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant