CN109182316B - 水稻产量相关的sap30c功能蛋白、编码基因、重组载体及应用 - Google Patents

水稻产量相关的sap30c功能蛋白、编码基因、重组载体及应用 Download PDF

Info

Publication number
CN109182316B
CN109182316B CN201810903259.5A CN201810903259A CN109182316B CN 109182316 B CN109182316 B CN 109182316B CN 201810903259 A CN201810903259 A CN 201810903259A CN 109182316 B CN109182316 B CN 109182316B
Authority
CN
China
Prior art keywords
sap30c
rice
gene
ossap30c
protein
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
CN201810903259.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109182316A (zh
Inventor
谷晓峰
耿玉珂
刘青
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.)
Biotechnology Research Institute of CAAS
Original Assignee
Biotechnology Research Institute of CAAS
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 Biotechnology Research Institute of CAAS filed Critical Biotechnology Research Institute of CAAS
Priority to CN201810903259.5A priority Critical patent/CN109182316B/zh
Publication of CN109182316A publication Critical patent/CN109182316A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109182316B publication Critical patent/CN109182316B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/14Hydrolases (3)
    • C12N9/78Hydrolases (3) acting on carbon to nitrogen bonds other than peptide bonds (3.5)
    • C12N9/80Hydrolases (3) acting on carbon to nitrogen bonds other than peptide bonds (3.5) acting on amide bonds in linear amides (3.5.1)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/82Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • C12N15/8241Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology
    • C12N15/8261Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/82Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • C12N15/8241Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology
    • C12N15/8261Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield
    • C12N15/8262Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield involving plant development
    • C12N15/827Flower development or morphology, e.g. flowering promoting factor [FPF]
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12YENZYMES
    • C12Y305/00Hydrolases acting on carbon-nitrogen bonds, other than peptide bonds (3.5)
    • C12Y305/01Hydrolases acting on carbon-nitrogen bonds, other than peptide bonds (3.5) in linear amides (3.5.1)
    • C12Y305/01098Histone deacetylase (3.5.1.98), i.e. sirtuin deacetylase

Abstract

本发明涉及与水稻产量相关的SAP30C功能蛋白、编码基因、重组载体,及其在水稻育种中的应用。水稻产量相关的SAP30C功能蛋白,其氨基酸序列如SEQ ID No.1所示。本发明与水稻产量相关的功能基因ossap30C对调控水稻发育和水稻的产量有重要意义,还可将其应用于良种繁育和杂交育种中。

Description

水稻产量相关的SAP30C功能蛋白、编码基因、重组载体及应用
(一)技术领域
本发明涉及与水稻产量相关的SAP30C功能蛋白、编码基因、重组 载体,及其在水稻育种中的应用。
(二)背景技术
真核生物基因的基因表达是受多重遗传调控和表观遗传调控。表观遗 传调控主要发生在转录前染色质重塑,主要包括组蛋白修饰,染色质重塑, 基因组印记,DNA甲基化,转基因沉默等。其中,组蛋白修饰是表观遗 传调控最重要机制之一,包括组蛋白磷酸化,甲基化,乙酰化等,在植物 的生长发育和基因表达调控中发挥不可或缺的作用。水稻是单子叶模式植 物同时也是人类重要的粮食作物,因此研究水稻中组蛋白修饰基因的功能 具有非常重要的意义。
组蛋白N端乙酰化与转录激活和基因表达相关,而去乙酰化则相反, 一般与转录抑制和基因抑制有关。组蛋白的乙酰化和去乙酰化分别由组蛋 白乙酰化酶和去乙酰化酶调控。组蛋白乙酰化与去乙酰化是由HAT与 HDACs相互调控,处于动态平衡的状态,共同控制染色质区域组蛋白的 乙酰化程度,调控基因的表达。
本发明SAP30C蛋白是一种水稻组蛋白去乙酰化蛋白,具有去乙酰 化酶活性。SAP30C蛋白主要由两个结构域组成,zinc-finger SAP30 family 和SAP30_sin3 bdgfaminy。通过对21个物种的同源蛋白聚类分析,得出 水稻SAP30C与SAP30A同源性最高,之后是谷子、小麦及短柄草。单 子叶与双子叶同源蛋白各聚为一类,但拟南芥与玉米、高粱同原蛋白亲缘 关系较近。在本发明中SAP30C蛋白缺陷后,水稻突变体植株出现晚花 表型。基因SAP30C功能异常导致分蘖数减少、穗发育异常及产量降低, 表明SAP30C蛋白的组蛋白去乙酰化功能对水稻的发育(分蘖及开花) 起着至关重要的作用。
(三)发明内容
本发明的目的是提供水稻产量相关的SAP30C功能蛋白、编码基因、 重组载体,及其在水稻育种中的应用。
本发明采用的技术方案是:
水稻产量相关的SAP30C功能蛋白,其氨基酸序列如SEQ ID No.1 所示。由于氨基酸序列的特殊性,任何含有SEQ ID NO.1所示氨基酸序 列的肽蛋白的片段或其变体,如其保守性变体、生物活性片段或衍生物, 只要该肽蛋白的片段或肽蛋白变体与前述氨基酸序列同源性在90%以上, 均属于本发明保护范围之列。具体的所述改变可包括氨基酸序列中氨基酸 的缺失、插入或替换;其中,对于变体的保守性改变,所替换的氨基酸具 有与原氨基酸相似的结构或化学性质,如用亮氨酸替换异亮氨酸,变体也 可具有非保守性改变,如用色氨酸替换甘氨酸。
SEQ ID No.1氨基酸序列如下:
MMMETELCSSRVLSPPRYESGDEELSVLPRHTKVIVTGNNRTKSVLVG LQGVVKKAVGLGGWHWLVLKNGVEVKLQRNALSVLEPPTGNEDDD DIDGNNSFCSSSDMGDKDMDYLASIEYHKPTKPRVRHTRPWSSCIKSSNRGNFHPSTKLRTRVNLTKLGTPTLWRYWKHFNLVSMNPNPSKEQLF HGVQQHFQSQQLDELQVILGFIQAAKRLKTLYRS
本发明还涉及编码所述SAP30C功能蛋白的基因。
具体的,所述编码基因核苷酸序列如SEQ ID No.2所示。由于核苷酸 序列的特殊性,任何SEQ ID NO.2所示多核苷酸的变体,只要其与该多 核苷酸具有90%以上同源性,均属于本发明保护范围之列。所述多核苷 酸的变体是指一种具有一个或多个核苷酸改变的多核苷酸序列。此多核苷 酸的变体可以使生的变位变异体或非生的变异体,包括取代变异体、缺失 变异体和插入变异体。如本领域所知的,等位变异体是一个多核苷酸的替 换形式,它可能是一个多核苷酸的取代、缺失或插入,但不会从实质上改 变其编码的肽蛋白的功能。
SEQ ID No.2核苷酸序列如下:
ATGATGATGGAGACTGAGCTATGCTCCTCCCGGGTTCTGTCTCCGC CTCGGTACGAGAGTGGCGATGAGGAGCTCTCGGTGCTTCCTCGGCA CACGAAGGTCATCGTCACTGGGAACAACCGAACAAAGTCCGTCTT GGTTGGCCTACAAGGTGTTGTCAAGAAGGCTGTTGGTCTTGGAGGT TGGCACTGGCTGGTTCTAAAGAATGGTGTAGAGGTGAAGCTGCAA AGGAATGCTTTGAGTGTATTGGAACCTCCAACTGGTAACGAAGAC GATGATGATATTGATGGCAACAATTCGTTCTGTAGCAGTTCCGACA TGGGAGACAAAGACATGGACTATTTAGCGAGCATAGAGTACCACAAACCAACAAAGCCAAGAGTTCGGCATACAAGGCCCTGGTCTTCCT GTATAAAATCCAGCAACCGAGGCAATTTTCACCCCAGTACAAAGCT GCGAACGAGAGTAAACCTGACAAAACTTGGAACTCCTACGCTGTG GAGATACTGGAAGCATTTCAATCTTGTAAGCATGAACCCCAATCCA TCAAAGGAACAGCTCTTCCATGGGGTCCAGCAGCATTTTCAGTCTC AGCAATTGGATGAGTTGCAGGTGATTCTGGGCTTCATCCAGGCAGCAAAGAGGCTCAAGACCCTGTACCGCTCCTAG。
本发明还涉及含有所述编码基因的重组载体。所述重组载体是用常规 方法将本发明的编码基因的核苷酸序列连接于各种载体上构建而成,该载 体可以是市售的质粒、粘粒、噬菌体或病毒载体等。
本发明还涉及所述SAP30C功能蛋白在在水稻育种尤其是提高水稻 产量中的应用。
具体的,所述SAP30C功能蛋白可用于调控植株分蘖数或者调控植 株开花时间。所述调控植株发育(开花)体现在转基因植物与野生型在相 同条件下发育迟缓,晚花,所述调控植物开花是通过调控植物组蛋白去乙 酰化体现的。
本发明还涉及所述SAP30C编码基因在水稻育种中的应用。
本发明还涉及所述重组载体在水稻育种中的应用。
具体的,所述应用为构建突变体ossap30C的转基因植物,具体方法 包括:将构建好的CRISPR/Cas9基因编辑载体转入野生型水稻品种愈伤 组织中,得到蛋白SAP30C缺陷的转基因植物。所得转基因植物的分蘖 数显著少于受体植物(野生型水稻品种),开花时间晚于受体植物(野生 型水稻品种),相反的,本领域普通技术人员可构建ossap30C高表达的转基因植物,即可获得分蘖数增加、开花时间较早的植株。
本发明还涉及扩增所述功能蛋白编码基因的特异性扩增引物,其序列 如下:
上游引物:5’-GGCCCTGGTCTTCCTGTAT-3’
下游引物:5’-AGGAGCGGTACAGGGTCTT-3’
利用该特异性扩增引物对水稻进行扩增,其产物片段为273bp,产物 序列如下(SEQ ID No.5):
GGCCCTGGTCTTCCTGTATAAAATCCAGCAACCGAGGCAATTTT CACCCCAGTACAAAGCTGCGAACGAGAGTAAACCTGACAAAACTT GGAACTCCTACGCTGTGGAGATACTGGAAGCATTTCAATCTTGTAAG CATGAACCCCAATCCATCAAAGGAACAGCTCTTCCATGGGGTCCAG CAGCATTTTCAGTCTCAGCAATTGGATGAGTTGCAGGTGATTCTGGG CTTCATCCAGGCAGCAAAGAGGCTCAAGACCCTGTACCGCTCCT
本发明还涉及所述特异性扩增引物在水稻育种中的应用。利用该特异 性扩增引物,可对水稻品种的SAP30C基因表达量进行检测,为水稻育 种提供参考。
本发明利用全基因组关联分析技术克隆了调控水稻开花的功能基因 OsSAP30C,并利用酵母双杂,BiFC,GUS染色等相关分子生物学和生化 实验鉴定了OsSAP30C基因的功能;通过研究发现OsSAP30C基因是通过 调控水稻开花相关基因表达来调控水稻开花和生长发育的。
本发明利用CRISPR/Cas9基因编辑编辑创制了SAP30C蛋白缺陷的 突变体ossap30C,突变体ossap30C在自然日照条件下比野生型日本晴晚 抽穗5-7天,分蘖数显著少于日本晴,穗长、旗叶长度也显著短于日本晴, 结实率也极显著低于日本晴。
本发明的有益效果主要体现在:本发明的调控水稻开花发育的功能基 因ossap30C对调控水稻发育和水稻的产量有重要意义。还可将其应用于 良种繁育和杂交育种中。
(四)附图说明
图1为通过CRISPR/Cas9基因编辑方法获得突变体ossap30c。测序 结果,从图中可以看出:突变体ossap30c在编辑的SAP30C基因转录起 始密码子后第52位产生28bp长度的碱基大片段缺失,导致翻译提前终 止。
图2为对T1代植株进行鉴定,挑选纯合体植株,对纯合体突变植株 进行基因ossap30c的qPCR检测,发现ossap30c中基因SAP30C几乎不 转录,蛋白表达水平的检测与之相吻合。
图3为纯合突变体ossap30c的形态学特征。突变体ossap30c在自然 日照条件下比野生型日本晴分蘖减少。穗长、旗叶长度显著短于日本晴, 结实率也极显著低于日本晴。其中,图3A野生型水稻(日本晴)和晚花 突变体ossap30c的植株表型;图3B为野生型水稻(日本晴)和突变体 ossap30c的穗型;图3C为野生型水稻(日本晴)和突变体ossap30c的叶 片表型。
图4A为突变体ossap30c和野生型水稻(日本晴)在长日照条件下抽 穗期的表型。在长日照条件下突变体比野生型晚抽穗3-5天。日照时间延 长,抽穗期越晚。图4B为突变体ossap30c和野生型水稻(日本晴)在短 日照条件下抽穗期的表型。突变体ossap30c在短日照条件下比野生型日 本晴晚抽穗12-14天。
图5A为在长日照条件下平均有效分蘖数的表型,图5B为在短日照 条件下平均有效分蘖数的表型。
图6为突变体ossap30c中相关开花基因的表达量测定结果。图6A为 对短日照与长日照条件下的野生型日本晴及突变体进行开花途径相关基 因HD1进行qPCR检测,图6B为对短日照与长日照条件下的野生型日 本晴及突变体进行开花途径相关基因Hd3a进行qPCR检测,图6C为对 野生型和突变体开花相关基因Ehd1在短日照与长日照条件下表达量进行 检测。
图7为将含有SAP30C启动子的重组载体转入野生型水稻(日本晴), 对叶片进行GUS染色和振动切片。图7A为SAP30C启动子在幼嫩的叶 片中GUS染色的结果。图7B为振动切片结果。
图8A为SAP30C蛋白与开花相关调控蛋白SAP18的酵母双杂结果。 图8B为SAP30C蛋白与开花相关调控蛋白SNL2的酵母双杂结果。
图9为在SAP30C蛋白与开花相关调控蛋白SAP18的BiFC结果。
图10为对SAP30C蛋白去乙酰化酶活性的鉴定结果。
(五)具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述,但本发明的保护范围 并不仅限于此:
实施例中所使用的实验方法如无特殊说明,均为常规方法。
实施例中所用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。
实施例中的粳稻品种“日本晴”在文献“Science.2002;7:92–100.” 中公开过,公众可以从中国农业科学院生物技术研究所获得。
实施例1:OsSAP30C基因的获得及突变体ossap30C的创制
一、SAP30C基因的获得
1、遗传规律
Network分析结果表明处于高级进化地位的单元型来源偏向ind1A, indx,temp品系驯化,亲缘关系组成比较单一,且频率较低,由于这些单 元型偏向晚抽穗,因此该基因可能较少被应用到人工驯化及利用。
2、SAP30C基因的获得
通过对3000份水稻种质资源进行全基因组SNP分子标记和抽穗期 关联分析,并没有发现Ossap30c与抽穗期有显著关联。但是利用候选基 因关联方法,发现SAP30C与抽穗期具有显著关联性。其中早花单元型 比晚花单元型早16天。
一、突变体ossap30c的创制及生物学特征
1、CRISPR/Cas9基因编辑编辑载体pCAMBIA1300-cas9-OSSAP30C 的构建
将序列表中序列2所示的DNA分子插入到pCAMBIA1300-cas9载体 (购买于pCambia官方网站,网址为: http://www.cambia.org/daisy/cambia/585,后经本实验室改造)的HindIII和 SmaI酶切位点间,获得了CRISPR/Cas9基因编辑载体 pCAMBIA1300-cas9-OSSAP30C。并对载体pCAMBIA1300-cas9-Ossap30c 进行测序。测序结果表明:基因编辑载体pCAMBIA1300-cas9-Ossap30c 为将序列表中序列2所示的DNA分子插入到pCAMBIA1300-cas9的 HindIII和SmaI酶切位点间,且保持pCAMBIA1300-cas9载体的其他序列 不发生改变得到的载体。
2、重组菌的获得
将步骤1获得的CRISPR/Cas9基因编辑载体 pCAMBIA1300-cas9-Ossap30c在超净台内通过电击的方法转入农杆菌EHA105(淼灵生物,货号:CCell320)中,得到重组菌pCAMBIA1300-cas9-Ossap30c/EHA105,用于转化日本晴野生型水稻愈 伤。
3、突变体ossap30c的创制
通过CRISPR/Cas9基因编辑方法获得突变体ossap30c。将粳稻品种 “日本晴”野生型的种子接种在诱导愈伤培养基上(培养条件:28℃。30 天,避光),挑选粟米状大小,颜色为淡黄色,较坚硬的愈伤作为转化的 受体。用步骤2获得的重组菌pCAMBIA2300-WSP1/EHA105侵染野生型 日本晴愈伤,25℃暗培养3天,脱菌后在筛选培养基(潮霉素40mg/L, 特美汀200mg/L)上培养30天,中间继代一次(培养条件:28℃,暗培 养),将在筛选培养基上新鲜长出的愈伤接种于分化基上培养(培养条件: 28℃,光照强度13230Lx),待分化出小苗,将其转至生根壮苗培养基上 培养2周左右后(培养条件:32℃,光照强度13230Lx)转田间种植,得 到T0代转基因水稻。
参照上述方法,以序列表中序列6所示的DNA分子获得突变体 ossap30a。
SEQ ID No.6序列如下:
ATGATGATGGAGACTGAACTATGCTCTTCCCGGGTTCTGTCTC TGCCTCGGTACGATAGTGGAGATGAGGAGCTCTCAGTGCTTCCTCG GCACACAAAGGTCATCGTCACTGGGAACAACCGAACAAAATCTGT CTTGGTCGGTCTACAAGGTGTTGTCAAGAAGGCTGTTGGTCTAGGA GGTTGGCACTGGCTGGTTCTAAAGAATGGTGTAGAGGTGAAGCTG CAGAGGAATGCTTTGAGTGTCTTGGAACCTCCAACTGGTAACGAAG ACGACGATGATATTGACGGCAACAATTCATTCTGTAGCAGTTCCGA CATGGGAGACAAAGACATGGACTATTCGATCATAGAATACCATAA ACCAACAAAGCCAAGAGTTCGGCATACAAGGCCCTGGTCATCCTG TACAAAATCCAGCAACCGAGGCAATTTTCACCCCAGTTCAATATTG CAAACGAGAGTAAACCTGACAAGACTCGGAACTCCTACCCTGTGG AGATACTGGAAGCACTTCAATCTTGTAAGCATGAACCCCGATCCAT CAAAGGAACAGCTCTTCCATGGGGTCCAGCAGCATTTTCAGTCTCA GCAATTGGATGAGTTGCAGGTGATTCTGGGCTTCATCCAGGCAGCAAAGAGGCTCAAGACCCTGTACCACTCCTAG。
4、转基因突变体ossap30c和ossap30a的鉴定
用引物SAP30C-F(TTCTTGCACCGTGCAATAAATTTG)和 SAP30C-R(AACTGCTTGCCTTGCTACTTTCT)对转基因植株进行分子 鉴定,目的片段进行测序,测序结果如图1所示:从图中可以看出:突变 体ossap30c转录起始密码子后第52位产生28bp长度的碱基大片段缺失, 导致翻译提前终止。说明cas9编辑系统成功对SAP30C基因进行编辑, 突变体无法正常表达SAP30C蛋白。通过CAPs分子标记可以区分野生型 日本晴与纯合突变体ossap30c。对纯合体突变植株进行qPCR检测,如图 2所示,发现突变体ossap30c中SAP30C表达显著下降,蛋白表达水平的 检测与之相吻合。
用引物SAP30A-F(ATGATGATGGAGACTGAACT)和SAP30A-R (TAGAGAATTACTTGCCTAGC)对转基因植株进行分子鉴定,目的片 段进行测序,结果显示:osSAP30A在编辑的OsSAP30A基因上游序列-8bp 处有一个碱基A突变成G,造成编码氨基酸的改变。说明cas9编辑系统成功对OsSAP30A基因进行编辑,突变体无法正常表达SAP30A蛋白。对 T1代植株进行鉴定,挑选纯合体植株,对纯合体突变植株进行qPCR检 测,结果发现突变体osSAP30A中OsSAP30A表达显著下降,蛋白表达水 平的检测与之相吻合。
5、突变体SAP30C的形态学特征
如图3A所示ossap30c在自然日照条件下分蘖少于野生型日本晴。如 图3B所示穗长短于日本晴,如图3C所示叶片长度也低于日本晴。缺失 Ossap30c基因的突变体ossap30c功能异常导致穗发育异常及产量降低。 如图4B所示突变体ossap30c在短日照条件下比野生型日本晴晚抽穗 12-14天,如图4A所示在长日照条件下晚抽穗3-5天。日照时间延长, 抽穗期越晚。如图5A所示osSAP30C在长日照条件下平均有效分蘖数目 分别为17±1.8,比野生型NIP(36±1.8)与ossap30a(34±1.73)少17~19 株,且达到极显著差异水平(P<0.01,Tukey HSD test)。如图5B所示 ossap30c在短日照条件下,平均有效分蘖数目为33±2.34株,显著少于 野生型NIP(40±2.53株)与ossap30a(38±2.12),且达到极显著差异 水平(P<0.01,Tukey HSD test)。
6、突变体ossap30c中相关开花基因的表达量测定
对短日照与长日照条件下的野生型日本晴及两个突变体进行开花途 径相关基因HD1与Hd3a,Khd1进行qPCR检测,如图6A,6B所示发现 短日照条件下HD1与Hd3a在ossap30c突变体中表达显著下降;而长日 照条件下HD1表达无变化,Hd3a表达下调。如图6C所示,开花相关 基因Ehd1在短日照与长日照条件下表达下降。突变体SAP30C的qPCR 检测相关引物(表1)
表1
Figure BDA0001759968910000101
Figure BDA0001759968910000111
7、突变体ossap30cGUS组织化学染色分析
图7A为Ossap30c启动子在幼嫩的叶片中均能驱动GUS蛋白表达。 图7B振动切片表明,SAP30C蛋白主要在维管束组织进行特异表达。
实施例2:SAP30C蛋白功能鉴定
1、酵母双杂
酵母双杂结果图8表明,SAP30C蛋白与开花相关基因SAP18、HDA9 互作,最终形成一个彼此联系的复合体。从而调控植株开花。
2、双分子荧光互补
将含有SAP30C蛋白的重组载体和含有SAP18蛋白的重组载体共同 转入野生型日本晴水稻原生质体中,进行BiFC实验。将含有SAP30C蛋 白的重组载体和含有HDA9蛋白的重组载体共同转入野生型日本晴水稻 原生质体中,进行BiFC实验。结果图9表明SAP30C与调控开花基因 SAP18、HDA9互作,最终形成一个彼此联系的复合体,共同参与调控植 株开花。
3、SAP30C蛋白去乙酰化酶活鉴定。
在大肠杆菌BL21中(全式金公司购买)原核表达复合体成员蛋白并 纯化,经体外去乙酰化酶活检测,结果如图10所示,得出SAP30C具有 体外去乙酰化作用。
序列表
<110> 中国农业科学院生物技术研究所
<120> 水稻产量相关的SAP30C功能蛋白、编码基因、重组载体及应用
<141> 2018-08-09
<160> 6
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 222
<212> PRT
<213> Unknown
<400> 1
Met Met Met Glu Thr Glu Leu Cys Ser Ser Arg Val Leu Ser Pro Pro
1 5 10 15
Arg Tyr Glu Ser Gly Asp Glu Glu Leu Ser Val Leu Pro Arg His Thr
20 25 30
Lys Val Ile Val Thr Gly Asn Asn Arg Thr Lys Ser Val Leu Val Gly
35 40 45
Leu Gln Gly Val Val Lys Lys Ala Val Gly Leu Gly Gly Trp His Trp
50 55 60
Leu Val Leu Lys Asn Gly Val Glu Val Lys Leu Gln Arg Asn Ala Leu
65 70 75 80
Ser Val Leu Glu Pro Pro Thr Gly Asn Glu Asp Asp Asp Asp Ile Asp
85 90 95
Gly Asn Asn Ser Phe Cys Ser Ser Ser Asp Met Gly Asp Lys Asp Met
100 105 110
Asp Tyr Leu Ala Ser Ile Glu Tyr His Lys Pro Thr Lys Pro Arg Val
115 120 125
Arg His Thr Arg Pro Trp Ser Ser Cys Ile Lys Ser Ser Asn Arg Gly
130 135 140
Asn Phe His Pro Ser Thr Lys Leu Arg Thr Arg Val Asn Leu Thr Lys
145 150 155 160
Leu Gly Thr Pro Thr Leu Trp Arg Tyr Trp Lys His Phe Asn Leu Val
165 170 175
Ser Met Asn Pro Asn Pro Ser Lys Glu Gln Leu Phe His Gly Val Gln
180 185 190
Gln His Phe Gln Ser Gln Gln Leu Asp Glu Leu Gln Val Ile Leu Gly
195 200 205
Phe Ile Gln Ala Ala Lys Arg Leu Lys Thr Leu Tyr Arg Ser
210 215 220
<210> 2
<211> 669
<212> DNA
<213> Unknown
<400> 2
atgatgatgg agactgagct atgctcctcc cgggttctgt ctccgcctcg gtacgagagt 60
ggcgatgagg agctctcggt gcttcctcgg cacacgaagg tcatcgtcac tgggaacaac 120
cgaacaaagt ccgtcttggt tggcctacaa ggtgttgtca agaaggctgt tggtcttgga 180
ggttggcact ggctggttct aaagaatggt gtagaggtga agctgcaaag gaatgctttg 240
agtgtattgg aacctccaac tggtaacgaa gacgatgatg atattgatgg caacaattcg 300
ttctgtagca gttccgacat gggagacaaa gacatggact atttagcgag catagagtac 360
cacaaaccaa caaagccaag agttcggcat acaaggccct ggtcttcctg tataaaatcc 420
agcaaccgag gcaattttca ccccagtaca aagctgcgaa cgagagtaaa cctgacaaaa 480
cttggaactc ctacgctgtg gagatactgg aagcatttca atcttgtaag catgaacccc 540
aatccatcaa aggaacagct cttccatggg gtccagcagc attttcagtc tcagcaattg 600
gatgagttgc aggtgattct gggcttcatc caggcagcaa agaggctcaa gaccctgtac 660
cgctcctag 669
<210> 3
<211> 19
<212> DNA
<213> Unknown
<400> 3
ggccctggtc ttcctgtat 19
<210> 4
<211> 19
<212> DNA
<213> Unknown
<400> 4
aggagcggta cagggtctt 19
<210> 5
<211> 273
<212> DNA
<213> Unknown
<400> 5
ggccctggtc ttcctgtata aaatccagca accgaggcaa ttttcacccc agtacaaagc 60
tgcgaacgag agtaaacctg acaaaacttg gaactcctac gctgtggaga tactggaagc 120
atttcaatct tgtaagcatg aaccccaatc catcaaagga acagctcttc catggggtcc 180
agcagcattt tcagtctcag caattggatg agttgcaggt gattctgggc ttcatccagg 240
cagcaaagag gctcaagacc ctgtaccgct cct 273
<210> 6
<211> 666
<212> DNA
<213> Unknown
<400> 6
atgatgatgg agactgaact atgctcttcc cgggttctgt ctctgcctcg gtacgatagt 60
ggagatgagg agctctcagt gcttcctcgg cacacaaagg tcatcgtcac tgggaacaac 120
cgaacaaaat ctgtcttggt cggtctacaa ggtgttgtca agaaggctgt tggtctagga 180
ggttggcact ggctggttct aaagaatggt gtagaggtga agctgcagag gaatgctttg 240
agtgtcttgg aacctccaac tggtaacgaa gacgacgatg atattgacgg caacaattca 300
ttctgtagca gttccgacat gggagacaaa gacatggact attcgatcat agaataccat 360
aaaccaacaa agccaagagt tcggcataca aggccctggt catcctgtac aaaatccagc 420
aaccgaggca attttcaccc cagttcaata ttgcaaacga gagtaaacct gacaagactc 480
ggaactccta ccctgtggag atactggaag cacttcaatc ttgtaagcat gaaccccgat 540
ccatcaaagg aacagctctt ccatggggtc cagcagcatt ttcagtctca gcaattggat 600
gagttgcagg tgattctggg cttcatccag gcagcaaaga ggctcaagac cctgtaccac 660
tcctag 666

Claims (4)

1.氨基酸序列如SEQ ID No.1所示的SAP30C功能蛋白及其编码基因在水稻育种中的应用。
2.如权利要求1所述的应用,其特征在于所述SAP30C功能蛋白及其编码基因用于提高水稻产量。
3.如权利要求2所述的应用,其特征在于所述SAP30C功能蛋白及其编码基因用于调控植株分蘖数。
4.如权利要求2所述的应用,其特征在于所述SAP30C功能蛋白及其编码基因用于调控植株开花时间。
CN201810903259.5A 2018-08-09 2018-08-09 水稻产量相关的sap30c功能蛋白、编码基因、重组载体及应用 Active CN109182316B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810903259.5A CN109182316B (zh) 2018-08-09 2018-08-09 水稻产量相关的sap30c功能蛋白、编码基因、重组载体及应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810903259.5A CN109182316B (zh) 2018-08-09 2018-08-09 水稻产量相关的sap30c功能蛋白、编码基因、重组载体及应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109182316A CN109182316A (zh) 2019-01-11
CN109182316B true CN109182316B (zh) 2022-02-18

Family

ID=64921365

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810903259.5A Active CN109182316B (zh) 2018-08-09 2018-08-09 水稻产量相关的sap30c功能蛋白、编码基因、重组载体及应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109182316B (zh)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101691584B (zh) * 2009-04-29 2012-09-05 华中农业大学 组蛋白去乙酰化酶基因OsHDT1作为提高水稻杂种优势的应用
CN103525843B (zh) * 2013-10-16 2015-04-22 华中农业大学 组蛋白去乙酰化酶基因调控水稻种子淀粉发育的应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN109182316A (zh) 2019-01-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4021615B2 (ja) 植物成長及び発達の遺伝子制御
CN102057045B (zh) 转基因糖用甜菜植物
WO2018196709A1 (zh) 一种调控作物矮化及其产量的基因及其应用
JPH0662870A (ja) 大豆ホスホエノールピルビン酸カルボキシラーゼ遺伝子のプロモーター領域及び5’非翻訳領域
WO2016057515A9 (en) Genetic control of axillary bud growth in tobacco plants
EP1192260B1 (en) Arabidopsis thaliana cdc27 homologs
CN109988231B (zh) 水稻基因OsGRF4在提高植物耐冷性中的应用
WO2016050092A1 (zh) 水稻抗高温新基因及其在作物抗高温育种中的应用
CN111018959B (zh) Bmdr蛋白及其编码基因在调控植物抗旱性中的应用
US10125371B2 (en) Nucleotide sequence encoding WUSCHEL-related homeobox4 (WOX4) protein from Corchorus olitorius and Corchorus capsularis and methods of use for same
AU2014352999A1 (en) Nucleotide sequence encoding WUSCHEL-related homeobox4 (WOX4) protein from Corchorus olitorius and Corchorus capsularis and methods of use for same
CN110129358B (zh) 水稻Os01g32730基因的应用
CN112250745A (zh) 一种调控水稻白叶枯病抗性的myb21基因及其应用
CN108165557B (zh) 小麦TaZCCT2基因在调控植物开花时间中的应用
CN109182316B (zh) 水稻产量相关的sap30c功能蛋白、编码基因、重组载体及应用
CN107973844B (zh) 小麦抽穗期相关蛋白Ta-Hd4A及其应用
CN107573411B (zh) 小麦TaZIM1-7A蛋白在调控作物抽穗期中的应用
CN1261101A (zh) 植物矮化的方法
CN111826391A (zh) 一种nhx2-gcd1双基因或其蛋白的应用
CN111560055B (zh) 水稻基因OsLAT3在调节敌草快的吸收累积中的应用
CN114958867A (zh) 玉米穗粒重和产量调控基因kwe2、其编码蛋白、功能标记、表达载体及应用
CN113897380A (zh) 参与烟草盐胁迫反应的基因及其应用
CN107815454B (zh) 一种烟草开花期调控基因NtMADS1及其克隆方法与应用
CN106544355B (zh) 调节植物花序形态和籽粒数目的基因及其应用
CN115044592B (zh) 一种调控玉米株型和瘤黑粉病抗性的基因ZmADT2及其编码蛋白和应用

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