CN111205356A - 一种用于调控植物花期的基因及其编码蛋白与应用 - Google Patents

一种用于调控植物花期的基因及其编码蛋白与应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于调控植物花期的基因及其编码蛋白与应用，基因的核苷酸序列如序列表SEQ ID No：1所示，所对应蛋白的氨基酸序列如序列表SEQ ID No：2所示，本发明通过诱导或转入植物中上述蛋白或编码基因的表达以调控植物的花期，因此可以利用转基因技术克隆重组有上述基因的植株，从而实现不同花期的植物育种。

Description

一种用于调控植物花期的基因及其编码蛋白与应用
【技术领域】
本发明涉及生物工程领域，具体涉及一种用于调控植物花期的基因及其编码蛋白与应用。
【背景技术】
拟南芥是一种典型的模式植物，其周期短，植株较小易于操作，花期稳定，广泛地用于植物遗传学等研究领域。拟南芥为双子叶植物，其大部分基因在其它植物中都能找到相似的同源基因，所以拟南芥的相关发现能应用于其它植物研究，有助于对其它植物进行遗传改良。拟南芥基因组己测序并注释完成，其中大部分基因的具体功能及作用机制仍不清楚。
植物花期调控具有重要的农业与经济价值，相关研究有利于对农作物或经济作物进行遗传改良，因而寻找新的调控植物花期的方法具有较大的实践意义。
【发明内容】
本发明提供了拟南芥基因ZFP17在调控植株开花期中的应用。本发明挑选多个锌指蛋白构建过表达载体，转化拟南芥获得转基因植株后观测其花期的变化，发现拟南芥ZFP17的过量表达转基因植株花期明显延长，获得本发明所述的基因ZFP17(基因编号为AT2G28710)，其含有两个锌指(Zinc Finger)结构域。
为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种用于调控植物花期的编码蛋白，所述蛋白是具有下述氨基酸残基序列之一的蛋白质：
(1)SEQ ID No:2所示的序列；
(2)将序列表中SEQ ID No:2的氨基酸残基序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物花期调控相关的蛋白质。
进一步的，所述一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加是指不超过10个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加。
本发明还提供—种用于调控植物花期的编码蛋白的基因，所述基因选自下述核苷酸序列之一：
(1)序列表中SEQ ID No:1的DNA序列；
(2)编码序列表中SEQ ID No:2蛋白质序列的多核苷酸；
(3)在严谨条件下可与序列表中SEQ ID No:1限定的DNA序列杂交的核甘酸序列；
(4)与序列表中SEQ ID No:1限定的DNA序列具有90％以上同源性，且编码相同功能蛋白质的DNA序列。
进一步的，含有所述基因的表达载体、细胞系和宿主菌。
本发明还提供—种用于调控植物花期的编码蛋白的基因的应用，将序列表SEQ IDNo:1所示的植物花期调控蛋白编码基因转入植物中。
进一步的，将序列表SEQ ID No:1所述的植物花期调控蛋白编码基因转入植物中获得转基因植物，然后将所述转基因植物进行常规种植，通过不同表达水平植株的差异，实现不同时间段的开花植物。
本发明的优点和有益效果：利用现有的植物生物技术，本发明筛选获得拟南芥基因ZFP17(AT2G28710)的过量表达转基因植株，并将其与相同条件下生长的野生型植株开花时间进行比较，发现ZFP17(AT2G28710)基因的过量表达引起拟南芥开花期延迟；本发明的技术方案对于植物花期调控具有重要意义。
【附图说明】
图1为拟南芥ZFP17基因过量表达株系中ZFP17基因量分析图。
横坐标为植株名称，WT为常规的植株，OE为ZFP17超量表达的转基因植株，OE2-1、OE7-1、OE8-2、OE3-5、OE4-2分别为独立的转基因株系。纵坐标为相对表达水平，常规植株中ZFP17表达水平设定为1，ZFP17超量表达株系中表达水平为其数十到数百倍。
图2为拟南芥ZFP17基因过量表达株系不同发育时期开花情况的代表性图。
从左至右分别为WT野生型对照及ZFP17基因过量表达株系OE2-1、OE7-1、OE8-2、OE3-5、OE4-2。从上至下分别为四周、五周、七周时不同代表性植株是否开花的图示。标尺为5厘米。
图3为拟南芥ZFP17基因过量表达株系不同发育时期开花比率的统计图。
横坐标为统计周数，纵坐标为开花百分比。WT为常规植株，OE2-1、OE7-1、OE8-2、OE3-5、OE4-2为ZFP17超量表达的代表性株系。
【具体实施方式】
为便于更好地理解本发明，通过以下实施例加以说明，这些实施例属于本发明的保护范围，但不限制本发明的保护范围。
在实施例中，一种用于调控植物花期的编码蛋白，所述蛋白是具有下述氨基酸残基序列之一的蛋白质：
(1)SEQ ID No:2所示的序列；
(2)将序列表中SEQ ID No:2的氨基酸残基序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物花期调控相关的蛋白质。
所述一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加是指不超过10个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加。
本发明还提供—种用于调控植物花期的编码蛋白的基因，所述基因选自下述核苷酸序列之一：
(1)序列表中SEQ ID No:1的DNA序列；
(2)编码序列表中SEQ ID No:2蛋白质序列的多核苷酸；
(3)在严谨条件下可与序列表中SEQ ID No:1限定的DNA序列杂交的核甘酸序列；
(4)与序列表中SEQ ID No:1限定的DNA序列具有90％以上同源性，且编码相同功能蛋白质的DNA序列。
含有所述基因的表达载体、细胞系和宿主菌。
本发明还提供—种用于调控植物花期的编码蛋白的基因的应用，将序列表SEQ IDNo:1所述的植物花期调控蛋白编码基因转入植物中获得转基因植物，然后将所述转基因植物进行常规种植，通过不同表达水平植株的差异，实现不同时间段的开花植物。
下面通过更具体实施例对本发明进行说明。
下述实施例中的实验方法如无特别说明，均为常规方法。
上述实验中用到的试剂等购自TAKARA、Promega、Sigma、上海生工、南京金斯瑞等公司。
实验中用到的培养基和各种试剂配方：见《分子克隆》第三版。
1.ZFP17基因(ZFP17基因的全长基因编码(CDS)序列如SEQ ID No:1所示，蛋白质序列如SEQ ID No:2所示)的35S过量表达质粒构建及转化。
根据ZFP17基因的cDNA序列分别设计引物：
ZFP17-F:5'NNNGGTACCATGGAAAGGGGAAGATCAGATATG 3'(SEQ ID No:3)
ZFP17-R:5'NNNCTCGAGTCAGAAAATAAACCTCCCAAGC 3'(SEQ ID No:4)
按以下程序扩增：95℃2min；94℃20sec，57℃20sec，72℃30sec，
30cycle；72℃2min；25℃2min。PCR产物经回收后，用KpnI/XhoI双酶切。取植物表达35S-pXB094质粒，用KpnI/XhoI双酶切后，将ZFP17以正向插入到35S-pXB094载体的相应位置构成含有CaMV35S启动子的35S-pXB094-ZFP17过量表达载体。该载体经测序进行验证后，通过农杆菌GV3101花序浸染法转化拟南芥野生型植株进行ZFP17基因的高效表达。
2.过量表达植株的鉴定
将转化植株的T1代经卡那霉素二次抗性筛选后，收获T2代认为可能转化成功的植株进行分子水平上的鉴定。随机挑取T2代幼苗多株，抽提RNA并反转录，用RT-PCR验证ZFP17基因的相对表达量。结果获得了25株基因表达量与WT相比高很多的过量表达植株。其中挑选表达水平相对较低(OE2-1、OE7-1)、中等(OE8-2)、较高(OE3-5、OE4-2)的株系共5个(见图1)，对上述代表性转基因株系进行表型分析，发现ZFP17过表达的植株花期明显延长(见图2)，其5周和7周、8周时开花比率均要显著低于野生型植株对照(见图3)。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
序列表
<110> 湖北大学
<120> 一种用于调控植物花期的基因及其编码蛋白与应用
<160> 1
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 535
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 1
atggaaaggg gaagatcaga tatggagatg ataaacaaca tggcaaattg cttgattctt 60
ctatcaaagg cccatcaaaa cgacaccaaa agccgtgttt tcgcgtgcaa gacatgcaac 120
aaagagttcc cgtcgttcca agccttggga ggtcaccgag ccagccaccg gcgatccgca 180
gcgcttgaag gccacgcacc tccttctcct aagagagtca aaccggtgaa acacgagtgt 240
cccatatgtg gtgctgagtt cgcggtaggg caggccttag gtggtcacat gaggaagcat 300
agaggtggat caggaggagg aggtggccgg agtttggcgc cggctacagc gccggtgacg 360
atgaagaaat caggcggtgg taatggaaaa agagttttgt gtttggactt gaacttgacg 420
cctttagaga acgaagattt gaagttggag cttgggaggt ttattttctg annnggtacc 480
atggaaaggg gaagatcaga tatgnnnctc gagtcagaaa ataaacctcc caagc 535

Claims (6)

1.一种用于调控植物花期的编码蛋白，其特征在于，所述蛋白是具有下述氨基酸残基序列之一的蛋白质：
(1)SEQ ID No:2所示的序列；
(2)将序列表中SEQ ID No:2的氨基酸残基序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物花期调控相关的蛋白质。
2.根据权利要求1所述的用于调控植物花期的编码蛋白，其特征在于，所述一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加是指不超过10个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加。
3.一种根据权利要求1或2所述的用于调控植物花期的编码蛋白的基因，其特征在于，所述基因选自下述核苷酸序列之一：
(1)序列表中SEQ ID No:1的DNA序列；
(2)编码序列表中SEQ ID No:2蛋白质序列的多核苷酸；
(3)在严谨条件下可与序列表中SEQ ID No:1限定的DNA序列杂交的核甘酸序列；
(4)与序列表中SEQ ID No:1限定的DNA序列具有90％以上同源性，且编码相同功能蛋白质的DNA序列。
4.根据权利要求3所述的用于调控植物花期的编码蛋白的基因，其特征在于，含有所述基因的表达载体、细胞系和宿主菌。
5.一种根据权利要求3或4所述的用于调控植物花期的编码蛋白的基因的应用，其特征在于，将序列表SEQ ID No:1所示的植物花期调控蛋白编码基因转入植物中。
6.根据权利要求5所述的用于调控植物花期的编码蛋白的基因的应用，其特征在于，将序列表SEQ ID No:1所述的植物花期调控蛋白编码基因转入植物中获得转基因植物，然后将所述转基因植物进行常规种植，通过不同表达水平植株的差异，实现不同时间段的开花植物。
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