OsDSK2a蛋白在調控水稻株高方面的應用的製作方法
2023-05-16 05:35:51
OsDSK2a蛋白在調控水稻株高方面的應用的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種OsDSK2a蛋白在調控水稻株高方面的應用，屬於水稻遺傳育種【技術領域】。本發明所提供的OsDSK2a及其編碼基因在失去功能的條件下可引起水稻株高降低，因此，通過基因工程方法可以將該基因有效地應用到水稻遺傳改良中，用以獲得農作物的理想株型，提高水稻產量。
【專利說明】0sDSK2a蛋白在調控水稻株高方面的應用
【技術領域】
[0001]本發明屬於水稻遺傳育種【技術領域】，涉及一種0sDSK2a蛋白及其編碼基因在調控水稻株高方面的應用。
【背景技術】
[0002]水稻是世界上主要糧食作物之一，水稻的穗數、穗粒數和粒重是決定水稻產量的三個重要因素，株型也是水稻高產的一個重要影響因素，其中株高一直是育種家們關注的重點。20世紀的「綠色革命」，育種學家培育出植株矮化的品種來增加作物的產量，同時又提高植物的耐風沙、抗倒伏能力。水稻半矮杆基因的應用，使水稻產量翻了近一番。特別是我國選育成的第一個水稻矮杆品種「矮腳南特」，具有耐肥抗倒、耐密植、經濟係數高等優點，大幅提高了作物的產量，且品質及耐逆性也得到改善。通過鑑定株高相關突變體，已有大量株高相關基因被克隆，如Dl、D2、Dll、0sBRIl、D10、HTDl、D3、D14、D53、0sTBl等。研究表明，控制水稻株高的基因大多是由植物激素的生物合成途徑或激素信號傳導路徑受阻造成的。
[0003]目前已鑑定的調控水稻株高的基因中有一些是泛素-蛋白酶體系統的組份，Nature (Liang Jiang et al., 2013; Feng Zhou et al., 2013)最近報導了李家洋院士團隊和萬建民教授團隊分別研究的D53在水稻株高分櫱方面的調控作用，他們是利用一個矮化多分櫱突變體d53鑑定到獨角金內酯信號途徑的一個負調控因子D53，在獨腳金內酯存在的條件下D53蛋白可與兩個已知的獨腳金內酯信號分子D14、D3互作，形成D53-D14-SCFD3蛋白複合體，D53蛋白被泛素化，進而特異地被蛋白酶體系統降解，從而誘導下遊目標基因的表達以及獨腳金內酯信號的響應。此外，赤黴素信號途徑的GID2是SCF型E3連接酶的F-box蛋白，參與降解DELLA蛋白SLRl ;BR信號途徑的TUDl編碼一個U_box家族的E3泛素連接酶，TUDl與異三聚體G蛋白α亞基Dl互作調控BR介導的水稻生長；OsDSGl是RING類E3泛素連接酶，OsDSGl功能缺失後表現萌發延遲和植株較矮。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題是:通過挖掘調控水稻株高的功能基因，獲得降低植物株高的轉基因植物。
[0005]本發明提供的技術方案是:一種能調控水稻株高的0sDSK2a蛋白。
[0006]本發明提供的蛋白質(0sDSK2a蛋白)，來自粳稻品種DJ (Japonica rice Oryzasativa cv.Dongjin),是可以分離的、合成的或重組的多肽,其包括:
a) SEQ ID NO:1所示序列；b) SEQ ID NO:1的序列由534個胺基酸殘基組成；c) SEQID NO:1所示胺基酸序列經過一個或幾個胺基酸殘基的取代、缺失和/或添加且與水稻株高性狀相關的由SEQ ID NO:1序列衍生的多肽。
[0007]本發明提供所述蛋白的基因(0sDSK2a基因)可以是分離的、合成的或重組的DNA分子，其包括:a) SEQ ID NO: 2 或 SEQ ID NO: 3 所示的序列；b) SEQ ID NO: 2 所示的 DNA 分子由 1605個核苷酸組成，其編碼的多肽與SEQ ID ΝΟ:1所示序列相比，具有一個或多個胺基酸殘基的保守替代的多肽；c)與SEQ ID NO:2或SEQ ID NO:3所示序列具有至少90%序列同一性的DNA分子或編碼其蛋白活性片段的序列；d)與SEQ ID NO:2或SEQ ID NO:3所示序列互補的序列；e)止於遺傳密碼的簡併性而衍生自所示序列的序列之一。
[0008]SEQ ID NO:3所示的DNA分子由4765個核苷酸組成，自5』端1-153位為5』 UTR,154-376為第一外顯子，377-1966為第一內含子，1967-2707為第二外顯子，2708-2815為第二內含子，2816-3024為第三外顯子，3025-3124為第三內含子，3125-3238為第四外顯子，3239-3306為第四內含子，3307-3365為第五外顯子，3366-3536為第五內含子，3537-3565為第六外顯子，3566-4114為第六內含子，4115-4199為第七外顯子，4200-4326為第七內含子，4327-4472 為第八外顯子，4473-4765 為 3』 UTR0
[0009]為了使上述蛋白質便於純化，可在上述多肽的胺基酸序列的氨基末端或羧基末端連接上如表1所示的一個或幾個標籤。
[0010]表1標籤的序列
【權利要求】
1.一種改變植物株高的方法，將受體植物中OsDSK2a蛋白的編碼基因表達降低或使其不表達，得到株高降低的轉基因植物或突變體；或將受體植物中OsDSK2a蛋白的編碼基因表達升高，得到株高升高的轉基因植物或突變體；所述OsDSK2a蛋白由SEQ ID N0.1所示的胺基酸序列組成的蛋白質。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於:所述編碼基因是通過重組表達載體導入所述植物中，所述重組表達載體是將所述編碼基因插入出載體pET-30a(+)的多克隆位點得到。
3.如權利要求1至2所述的方法，其特徵在於:所述受體植物為禾穀類植物，優選為水稻。
4.一種植物表達載體，該載體包含SEQ ID N0.2所示的DNA片段。
5.如權利要求3所述的載體，其特 徵在於，其出發載體pET-30a(+)載體。
6.如權利要求5所述的載體，其特徵在於，將SEQID N0.2所示的DNA片段通過BamHI和XhoI酶切位點連接，得到的pET-30a(+)-0sDSK2a載體。
7.如下任一物質在改變植物株高中的應用: Cl) SEQ ID N0.1所示的蛋白； (2)SEQ ID N0.1所示蛋白的編碼基因； (3)含有(2)所述編碼基因的重組載體、表達盒、轉基因細胞系或重組菌。
8.根據權利要求7所述的應用，其特徵在於:所述改變植物株高是降低植物株高。
9.根據權利要求7或8所述的應用，其特徵在於:所述植物為禾穀類植物，優選為水稻。
【文檔編號】C12N15/82GK104164449SQ201410354940
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年7月24日 優先權日:2014年7月24日
【發明者】王娟, 張海文, 張執金, 權瑞黨, 黃榮峰 申請人:中國農業科學院生物技術研究所