CN103421105B - 转录因子、突变体、构建体、宿主细胞及其在培育矮化植物中的应用 - Google Patents

转录因子、突变体、构建体、宿主细胞及其在培育矮化植物中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种转录因子、突变体、构建体、宿主细胞及其在培育矮化植物中的应用，转录因子氨基酸序列是SEQ ID NO：1。该转录因子抑制植物的生长，这种抑制作用可以被赤霉素（GA）解除。本发明提供了该转录因子N端缺失突变体的制作方法，这种突变体对GA不敏感，表达这种突变体的植物表现为矮化和去顶端优势，这些性状可以提高作物的耐肥水能力，有利于产量的提高。

Description

转录因子、突变体、构建体、宿主细胞及其在培育矮化植物中的应用
技术领域
本发明涉及分子生物学和植物基因工程领域。更具体地，本发明涉及一种源自棉花的GRAS家族的转录因子、突变体、构建体、宿主细胞及其在培育矮化植物中的应用。表达该转录因子或其突变体可以使植物矮化和去顶端优势。
背景技术
GRAS是植物特有的蛋白质家族，在植物的生长发育调控中起重要作用。在拟南芥中，编码GRAS的基因至少有33个，水稻则多达60个。GRAS蛋白可分为八个亚家族：DELLA、HAM、LISCL、PAT1、LS、SCR、SHR和SCL3。其中DELLA蛋白在赤霉素信号途径中起作用，通过抑制赤霉素（GA）信号来调节植物的生长。DELLA蛋白在N端存在DELLA和TVHYNP两个非常保守的基序，中部有一个核定位信号结构域(NLS)，有一个氨基酸保守结构域VHIID区和一个亮氨酸重复序列LZ区和一个ployS／T／V区，在C端有类似SH2的保守结构域、RVER和SAW保守结构域。其中，N端的DELLA和TVHYNP结构域被认为可以感知GA信号，当有GA信号时，DELLA被修饰和降解，从而解除了对植物生长的抑制作用。
当DELLA的N端发生缺失时，植物对赤霉素不敏感，植株表现为矮化表型。如拟南芥的gai、小麦的Rht和玉米的dwarf等就是DELLA蛋白的N端缺失突变体。这些突变体由于对GA不敏感而矮化，从而显著地提高了抗倒伏和耐肥水的能力，大幅度提高了作物的产量。
棉花是重要的经济作物。适度的矮化密植是提高棉花产量的一种重要手段。在一个棉花生长周期中，通常需要不断地施加生长抑制试剂来控制棉株的生长速度。常用的棉花生长抑制剂，如多效唑和缩节胺，是通过抑制赤霉素的合成而起作用的。如果调控棉花自身的生长调节蛋白，就可以获得矮化的适合密植的棉花新品种。
发明内容
本发明提供了一种棉花GRAS蛋白质家族的转录因子及其应用的方法。该转录因子可以抑制植物的生长，但可以被赤霉素拮抗。该转录因子的N端短截后获得的突变体对赤霉素不敏感，因此可以用于培育矮化的转基因植物。本发明提供该转录因子的氨基酸序列及对赤霉素不敏感突变体的表达载体，以及转基因拟南芥的获得方法。
一种源自棉花的GRAS家族的转录因子，本发明中，转录因子是蛋白质，其序列为SEQIDNO：1和SEQIDNO：2，SEQIDNO：2与SEQIDNO：1相比，在N端缺失39个氨基酸。
本发明实施例中编码上述转录因子的基因序列（SEQIDNO：3和SEQIDNO：4）来自棉花基因组或cDNA，但使用本发明转录因子，除了用SEQIDNO：3和SEQIDNO：4序列编码外，也可以根据该转录因子的氨基酸序列设计编码的核酸序列，并通过人工合成的方法获得。
为了在植物细胞中表达蛋白质，编码序列前后需加上表达调控序列，如，在5’端加上CaMV35S启动子，在3’端加上NOS终止子等。
该转录因子可能被用于多种植物的生长调节，包括拟南芥、棉花、番茄以及花卉等。
附图说明
图1表达棉花转录因子的拟南芥；
图2表达棉花转录因子突变体的拟南芥；
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。
实施例1：从棉花cDNA中分离转录因子编码序列
棉花总RNA提取使用TRIzolReagent(Invitrogen)按说明书进行。cDNA合成使用SuerScriptTMIII反转录酶和oligodT18引物按说明书进行。
对于SEQIDNO：1的完整编码序列，以棉花cDNA为模板，在PCR反应中加入引物为SP/G：CCCGGGATGAAGCGAGACCACAATCA；ASP/G：GAGCTCTCACTGGCTTATGGCGGTGG。反应条件为：94℃预变性5min，94℃变性30s，66℃复性45s，72℃延伸1min，共35个循环；72℃延伸10min。PCR产物用琼脂糖凝胶电泳分析，用(QIAquickGelExtractionKit；目录号28706，Qiagen)回收纯化PCR产物，克隆到pGEM-Teasy载体（promega）测序，测得序列SEQIDNO：3。
实施例2：转录因子N端缺失突变体的编码序列分离
用引物SP/g：CCCGGGATGGATGAGCTTTTGGCGGTT和ASP/g：GAGCTCTCACTGGCTTATGGCGGTGG，以实施例1中测序的质粒为模板，通过PCR获得转录因子N端缺失的突变体的编码序列。反应条件为：94℃预变性5min，94℃变性30s，66℃复性45s，72℃延伸1min，共35个循环；72℃延伸10min。PCR产物用琼脂糖凝胶电泳分析，用(QIAquickGelExtractionKit；目录号28706，Qiagen)回收纯化PCR产物，克隆到pGEM-Teasy载体（promega）测序，测得序列SEQIDNO：4。
实施例3：表达载体构建
分别将实施例1中获得的编码序列克隆到植物表达载体pBI121的限制性酶切位点XmaI和SacI之间。构建成表达载体pBIG2b和pBIg2b。
实施例4：农杆菌转化液的制备
先用电击转化法将质粒pBIG2b和pBIg2b导入农杆菌GV3101中，电击转化在MicroPulserElectroporator(Bio-Rad)上进行：将1μg的质粒与50μl农杆菌细胞混合，移入0.1cm电击杯中，用程序Agr电击；随后迅速加入400μl预冷的YEP液体培养基，28℃，210rpm振荡1h；取200μl菌液铺在含抗生素的YEP板（含Rif+25ug/ml、Gent+50ug/ml、Kna+50ug/ml）上，28℃培养48h；取单菌落用PCR鉴定后，接种于30ml液体LB培养基（含100μg/ml利福平，50μg/ml卡那霉素和100μg/ml庆大霉素）中，28℃，200rpm振荡培养至菌液OD600为1.0左右，4,000rpm离心10min富集菌体，用含1%蔗糖，0.02%silwet-77的溶液重悬菌体后，浸染拟南芥。
实施例5：拟南芥的转化
拟南芥转化采用蘸花法。哥伦比亚生态型拟南芥被用于转化：将拟南芥种在蛭石和草炭土（1:1）的盆钵中，置到短日照（光照8h/16h黑暗）培养室里，22℃培养1个月；将光周期改为（16h光照/8h黑暗），继续培养1～2周，待花薹抽出后即可用于转化。使用200μl的移液器将准备好的农杆菌浸染液滴在花上。浸染后的拟南芥植株用保鲜膜覆盖保湿，24小时后去除保鲜膜。隔一周后重复处理1次。浸染后的植株在同样的生长条件使其正常生长，收获种子。
实施例6：转基因拟南芥的获得
将上述转化的拟南芥种子播种在含有50μg/ml的卡那霉素的1/2MS固体培养基上。经16h光照/8h黑暗的培养室里培养约10～14天，选择绿色、生长良好的植株（T1代转基因植株）移栽到含有蛭石和草炭土（1:1）的盆钵中，观察表型(图1、图2)。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种源自棉花的GRAS家族的转录因子，其氨基酸序列是SEQIDNO.2。
2.编码权利要求1中所述转录因子的核酸，如SEQIDNO.4所示。
3.一种遗传工程构建体，包含权利要求2所述的核酸序列，用于表达权利要求1所述的转录因子。
4.一种遗传工程化的宿主细胞，它含有权利要求1所述的转录因子或其编码序列。
5.权利要求1所述的转录因子在培育矮化拟南芥中的应用。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7645920B1 (en) * 1999-08-02 2010-01-12 Institut National De La Recherche Agronomique (Inra) Mutant gene of the GRAS family and plants with reduced development containing said mutant gene
CN102776179A (zh) * 2011-05-12 2012-11-14 中国农业科学院作物科学研究所 小麦矮秆基因串联重复片段及其应用

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7645920B1 (en) * 1999-08-02 2010-01-12 Institut National De La Recherche Agronomique (Inra) Mutant gene of the GRAS family and plants with reduced development containing said mutant gene
CN102776179A (zh) * 2011-05-12 2012-11-14 中国农业科学院作物科学研究所 小麦矮秆基因串联重复片段及其应用

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Characterisation of the DELLA subfamily in apple(Malus x domestica Borkh.);Toshi Foster et al;《Tree Genet Genomes》;20061117;第3卷;187-197 *
DQ643969.1;Wei H B et al;《GenBank》;20090308;1-2 *
海岛棉DELLA蛋白编码基因GbGAI的克隆与功能初步分析;曲廷云;《中国农学通报》;20101231;第26卷(第13期);30-35 *

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