本發明涉及植物基因工程，具體涉及tacbsx3基因及其編碼的蛋白在提高小麥轉化效率中的應用。

背景技術：

1、遺傳轉化是小麥基因功能研究和農藝性狀改良最常用的方法之一，并已成為小麥生物育種的有力工具。遺傳轉化是改良現有品種的一種有效手段，它為定向改良具有重要優異性狀的小麥材料提供了機會。

2、小麥高效再生是遺傳轉化的重要基礎，但由于小麥是異源六倍體，其自身遺傳特性復雜，很難利用轉基因技術進行遺傳轉化。小麥離體組織培養普遍存在再生效率低、基因型和外植體依賴性強等問題，這已經成為限制小麥生物育種發展的主要因素。在中國小麥品種(系)中，僅有科農199和cb037等少數品種(系)的轉化效率能超過20％，而濟麥22、矮抗58、京411、中麥895、揚麥16、春麥42、石4185、師欒02-1、輪選987等小麥品種的轉化效率均不到10％(wang?et?al.,2017)。

3、為提高小麥的遺傳轉化效率，已有研究發現grf4-gif1(debernardi?et?al.,2020；qiu?et?al.,2022)、tawox5(wang?et?al.,2022)、tadof3.4和tadof5.6(liu?et?al.,2023)等基因導入不同小麥品種均可大幅提高轉化效率，表明利用再生相關基因可有效克服小麥遺傳轉化的基因型依賴性。然而，已分離得到的再生基因數量仍舊較少，進一步分離能夠提高小麥再生和遺傳轉化效率的新基因，對于改良作物農藝性狀，促進生物技術育種具有十分重要的意義。

技術實現思路

1、針對上述現有技術，本發明的目的是提供tacbsx3基因及其編碼的蛋白在提高小麥轉化效率中的應用。

2、為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

3、本發明的第一方面，提供tacbsx3基因在促進核酸分子導入目的植物中的應用；

4、所述tacbsx3基因為如下i)或ii)或iii)所示的dna分子：

5、i)核苷酸序列是seq?id?no.1所示的dna分子；

6、ii)與i)的核苷酸序列具有80％或80％以上同源性且表達相同或者相似功能蛋白質的dna分子，以及對應的等位基因、同源基因、突變基因和衍生基因；

7、iii)除i)以外的編碼seq?id?no.2所示氨基酸序列的dna分子。

8、這里使用的術語“同源性”指與天然核酸序列的序列相似性。同源性可以用計算機軟件進行評價，例如可采用blast算法測定(altschul?et?al.1990.journal?of?molecularbiology?215:403-410；karlin?and?altschul.1993.proceedings?of?the?nationalacademy?of?sciences?90:5873-5877)。

9、上述核酸分子中，所述80％或80％以上同源性可以為至少80％、85％、90％、95％、96％、98％或99％的同源性。

10、本發明的第二方面，提供tacbsx3基因編碼的蛋白在如下(1)或(2)中的應用：

11、(1)提高核酸分子導入目的植物的轉化效率；

12、(2)提高目的植物幼胚再生效率。

13、優選的，所述tacbsx3基因編碼的蛋白為如下(a1)或(a2)或者(a3)任一所示的蛋白質：

14、(a1)由序列表中seq?id?no.2所示的氨基酸序列組成的蛋白質；

15、(a2)在(a1)中所限定的蛋白質的n端和/或c端連接蛋白標簽后得到的融合蛋白。

16、(a3)編碼的蛋白質類似于seq?id?no.2所示的蛋白，或存在一個、數個或數十個氨基酸的替換、刪除或插入得到的蛋白質。

17、其中，(a1)、(a2)和(a3)所述的蛋白質可人工合成，也可先合成其編碼基因，再進行生物表達得到。

18、上述蛋白中，蛋白標簽是指利用dna體外重組技術，與目的蛋白一起融合表達的一種多肽或者蛋白，以便于目的蛋白的表達、檢測、示蹤和/或純化。其中，為了使(a1)中的蛋白質便于純化，可在(a1)的蛋白質的氨基末端或羧基末端連接上標簽。所述標簽可以為poly-arg(通常為6個rrrrr)，poly-his(通常為6個hhhhhh)，flag(dykddddk)，strep-tagii(wshpqfek)或c-myc(eqkliseedl)。

19、本發明的第三方面，提供含有tacbsx3基因的表達盒、重組表達載體或重組菌在促進核酸分子導入目的植物中的應用。

20、上述應用中，所述目的植物為單子葉植物，包括但不限于小麥、玉米、水稻、大麥等。

21、優選的，所述目的植物為小麥；進一步的，所述小麥為難轉化的小麥品種燕大1817和科農9204。

22、本發明的第四方面，提供一種提高核酸分子導入目的植物轉化效率的方法，包括以下步驟：

23、將含有tacbsx3基因的表達盒和核酸分子轉入目的植物中，實現提高核酸分子導入目的植物的轉化效率。

24、上述方法中，tacbsx3基因和核酸分子可以通過一個載體，或者通過不同載體轉入目的植物中。

25、優選的，tacbsx3基因和核酸分子通過pc186表達載體轉入到目的植物中。

26、上述方法中，所述目的植物包括但不限于小麥、玉米、水稻、大麥等單子葉植物，也可在大豆、油菜等雙子葉植物中應用。

27、本發明的有益效果：

28、本發明克隆了小麥tacbsx3基因，并將tacbsx3基因導入難轉化的小麥品種燕大1817和科農9204中，結果發現，tacbsx3基因可以大幅提高難轉化小麥品種的轉化效率，解決了小麥轉化基因型限制的難題，為小麥的遺傳轉化提供了新的再生基因。

技術特征：

1.tacbsx3基因在促進核酸分子導入目的植物中的應用，其特征在于，所述tacbsx3基因為如下i)或ii)或iii)所示的dna分子：

2.tacbsx3基因編碼的蛋白在如下(1)或(2)中的應用：

3.根據權利要求2所述的應用，其特征在于，所述tacbsx3基因編碼的蛋白為如下(a1)或(a2)或者(a3)任一所示的蛋白質：

4.含有tacbsx3基因的表達盒、重組表達載體或重組菌在促進核酸分子導入目的植物中的應用，其特征在于，所述tacbsx3基因為如下i)或ii)或iii)所示的dna分子：

5.根據權利要求1-4任一項所述的應用，其特征在于，所述目的植物為單子葉植物。

6.根據權利要求5所述的應用，其特征在于，所述目的植物為小麥；優選的，所述小麥為難轉化的小麥品種燕大1817和科農9204。

7.一種提高核酸分子導入目的植物轉化效率的方法，其特征在于，包括以下步驟：

8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，tacbsx3基因和核酸分子通過一個載體，或者通過不同載體轉入目的植物中。

9.根據權利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述目的植物為小麥。

技術總結
本發明公開了TaCBSX3基因及其編碼的蛋白在提高小麥轉化效率中的應用，屬于植物基因工程技術領域。本發明克隆了小麥TaCBSX3基因，并將TaCBSX3基因導入難轉化的小麥品種燕大1817和科農9204中，結果發現，TaCBSX3基因可以大幅提高難轉化小麥品種的轉化效率，解決了小麥轉化基因型限制的難題，為小麥的遺傳轉化提供了新的再生基因。

技術研發人員：別曉敏,張憲省,李夢璐,韓奕帆,孫雅琪,宋穎,郭貝貝
受保護的技術使用者：山東農業大學
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24