專利名稱：一種水稻分蘗及株高相關(guān)蛋白htdf及其編碼基因與應(yīng)用的制作方法
一種水稻分蘗及株高相關(guān)蛋白HTDF及其編碼基因與應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于水稻遺傳育種技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種水稻分蘗及株高相關(guān)蛋白HTDF及其編碼基因與應(yīng)用。
背景技術(shù)：
水稻是世界上最重要的糧食作物之一，提高水稻產(chǎn)量一直是水稻育種的主要目的。株型是水稻高產(chǎn)的一個(gè)重要影響因素，分蘗數(shù)和株高是水稻株型構(gòu)成的重要組成部分， 水稻分蘗能力的強(qiáng)弱直接關(guān)系到有效穗數(shù)的數(shù)量和質(zhì)量，合適的分蘗能力一直是水稻理想株形育種的一個(gè)主要指標(biāo)；在水稻高產(chǎn)育種及株型改良過程中，分蘗數(shù)和株高一直是育種家們關(guān)注的重點(diǎn)。
通過對一些影響水稻分蘗的基因克隆及其功能研究，人們對于控制水稻分蘗發(fā)生的分子生物學(xué)機(jī)制已經(jīng)有了一定的了解，在腋芽的形成和生長過程中，激素起著重要的調(diào)節(jié)作用。其中生長素(Auxin)和獨(dú)腳金內(nèi)酯(Strigolactones)起主要作用。水稻分蘗突變體主要分為兩類,一類是少分蘗突變體，monoculml是一個(gè)典型的少分蘗突變體，MOCl 是第一個(gè)被克隆的控制水稻分蘗的基因，它是番茄和擬南芥中控制側(cè)枝發(fā)生的Lateral suppressor基因的同源基因，表達(dá)的蛋白屬于GRAS家族的轉(zhuǎn)錄因子；另一類是多分蘗突變體，表現(xiàn)為單株分蘗數(shù)目的增加，多分蘗突變體中分蘗的增多總是和植株的矮化協(xié)同出現(xiàn)。 目前，已經(jīng)鑒定了一系列矮桿多蘗突變體，其中一些基因已經(jīng)克隆。D3，D10，D14/D88/HTD2， D17/HTD1和D27與獨(dú)腳金內(nèi)酯的作用相關(guān)，其中D10，D17/HTD1和D27參與獨(dú)腳金內(nèi)酯的合成，D3，D14/D88/HTD2參與獨(dú)腳金內(nèi)酯的信號(hào)識(shí)別或傳遞。OsPINl基因與生長素的運(yùn)輸相關(guān)，敲除之后會(huì)導(dǎo)致水稻分蘗數(shù)目的增加。
隨著DWARFl (Dl)、D61、D2等株高相關(guān)基因的克隆和功能分析，關(guān)于控制水稻株高的分子機(jī)制已經(jīng)逐漸為人們所認(rèn)識(shí)，這些基因主要是通過影響赤霉素(GA)、油菜素內(nèi)酯 (BRs)等內(nèi)源激素合成或信號(hào)傳導(dǎo)來發(fā)揮作用的。Dl編碼一個(gè)異源三聚體G蛋白α亞基， 通過參與赤霉素的信號(hào)傳導(dǎo)控制水稻的株高；D2為編碼BRs合成過程中的關(guān)鍵酶。
雖然關(guān)于控制水稻分蘗和株高等重要農(nóng)藝性狀的分子機(jī)制研究取得了一定的進(jìn)展，但仍有大量控制分蘗和株高的基因有待于被發(fā)現(xiàn)和研究，水稻株型的遺傳改良也迫切需要更多的基因資源。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種水稻分蘗及株高相關(guān)蛋白HTDF及其編碼基因與應(yīng)用。
本發(fā)明提供的蛋白質(zhì)(HTDF蛋白)，來自粳稻品種臺(tái)北309 (Oryza sativa L. subsp. japonica cv. Taipei 309),編碼所述蛋白的基因(HTDF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3所示的序列；b)DNA分子，其編碼與SEQ ID NO :2或3所示序列所編碼的多肽相比，具有一個(gè)或多個(gè)氨基酸殘基的保守替代的多肽；c)與SEQ ID NO 2或3所示的序列具有至少90%序列同一性的DNA分子或編碼其酶活性片段的序列；d)與 SEQ ID NO :2或3所示序列互補(bǔ)的序列；e)由于遺傳密碼的簡并性而衍生自SEQ IDNO :2或 3所示序列的序列之一。
本發(fā)明提供的蛋白質(zhì)(HTDF蛋白)是可以分離的、合成的或重組的多肽，其包括
a) SEQ ID NO :1所示的序列；b)上述分離的、合成的或重組的DNA分子編碼的氨基酸序列；c)上述分離的、合成的或重組的DNA分子編碼的氨基酸序列經(jīng)過一個(gè)或幾個(gè)氨基酸殘基的取代、缺失和/或添加且與水稻分蘗及株高性狀相關(guān)的由a)或b)衍生的多肽。
為了使上述蛋白質(zhì)便于純化，可在上述多肽的氨基酸序列的氨基末端或羧基末端連接上如表I所示的一個(gè)或幾個(gè)標(biāo)簽。
表I標(biāo)簽的序列
權(quán)利要求
1.分離的、合成的或重組的DNA分子，其包括a)SEQ ID NO :2或3所示的序列；b)DNA分子，其編碼與SEQ ID NO :2或3所示序列所編碼的多肽相比，具有一個(gè)或多個(gè)氨基酸殘基的保守替代的多肽；c)與SEQID NO :2或3所示的序列具有至少90%序列同一性的DNA分子或編碼其酶活性片段的序列；d)與SEQID NO :2或3所示序列互補(bǔ)的序列；e)由于遺傳密碼的簡并性而衍生自SEQID NO :2或3所示序列的序列之一。
2.分離的、合成的或重組的多肽，其包括a)SEQ ID NO :1所示的序列；b)權(quán)利要求I所述DNA分子編碼的氨基酸序列；c)權(quán)利要求I所述DNA分子編碼的氨基酸序列經(jīng)過一個(gè)或幾個(gè)氨基酸殘基的取代、缺失和/或添加且與水稻分蘗及株高性狀相關(guān)的由a)或b)衍生的多肽。
3.含有權(quán)利要求I所述DNA分子或權(quán)利要求2所述多肽的表達(dá)載體或表達(dá)盒。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的表達(dá)載體，其特征在于所述表達(dá)載體為權(quán)利要求I所述DNA 分子插入載體PCAMBIA3300的多克隆位點(diǎn)而獲得的。
5.擴(kuò)增權(quán)利要求I所述DNA分子的引物對。
6.含有權(quán)利要求I所述DNA分子或權(quán)利要求2所述多肽的轉(zhuǎn)基因細(xì)胞系、重組菌或重組病毒。
7.權(quán)利要求I所述DNA分子或權(quán)利要求2所述多肽在調(diào)控水稻株高或分蘗中的應(yīng)用。
8.—種調(diào)控水稻株高和/或分蘗數(shù)的方法，是將權(quán)利要求I所述DNA分子或權(quán)利要求 2所述多肽導(dǎo)入目的水稻組織或細(xì)胞中，得到株高和/或分蘗數(shù)改變的轉(zhuǎn)基因水稻。
9.一種培育矮桿和/或分蘗數(shù)增加的水稻的方法，是沉默目的水稻中所含有的權(quán)利要求I所述DNA分子或權(quán)利要求2所述多肽，得到株高降低和/或分蘗數(shù)增加的轉(zhuǎn)基因水稻。
10.一種培育轉(zhuǎn)基因植物的方法，是將權(quán)利要求I所述DNA分子或權(quán)利要求2所述多肽導(dǎo)入目的植物中，得到轉(zhuǎn)基因植物；所述轉(zhuǎn)基因植物與所述目的植物相比，分蘗增加、株高降低。
全文摘要
一種水稻分蘗及株高相關(guān)蛋白HTDF及其編碼基因與應(yīng)用，屬于水稻遺傳育種技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明所提供的水稻分蘗及株高相關(guān)蛋白HTDF及其編碼基因在失去功能或表達(dá)量下降的條件下可引起水稻分蘗數(shù)增加及株高降低，因此，通過基因工程的方法能利用該基因有效地調(diào)節(jié)、控制和改良水稻的株型，對進(jìn)一步提高水稻產(chǎn)量、培育植物新品種等具有重要的潛在作用。
文檔編號(hào)A01H5/00GK102978221SQ20121050848
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月30日
發(fā)明者張德春, 陳彩艷, 劉偉, 朱玉新, 陳發(fā)菊, 李曉玲 申請人:三峽大學(xué)