來(lái)源于玉米的與生育期相關(guān)的蛋白ZmHUB2及其編碼基因與應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了來(lái)源于玉米的與生育期相關(guān)的蛋白ZmHUB2及其編碼基因與應(yīng)用。ZmHUB2，是如下蛋白質(zhì)：a）由序列表中序列2第754-828位所示的氨基酸序列組成的蛋白質(zhì)；b）由序列表中序列2所示的氨基酸序列組成的蛋白質(zhì)；c）將序列表中序列2所示的氨基酸序列或序列2第754-828位所示的氨基酸序列經(jīng)過(guò)一個(gè)或幾個(gè)氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加且具有下述至少一種活性的由a）衍生的蛋白質(zhì)：1）泛素連接酶；2）與植物生育期相關(guān)。ZmHUB2具有泛素連接酶活性，降低ZmHUB2表達(dá)的轉(zhuǎn)基因玉米在整個(gè)生育期過(guò)程中，都比未轉(zhuǎn)基因玉米提前，生育期平均提前10天左右，降低ZmHUB2表達(dá)的轉(zhuǎn)基因玉米植株與未轉(zhuǎn)基因玉米相比株高沒(méi)有顯著的差異，但是果穗數(shù)確有顯著的增加。
【專利說(shuō)明】來(lái)源于玉米的與生育期相關(guān)的蛋白ZmHUB2及其編碼基因與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種來(lái)源于植物的蛋白及其編碼基因與應(yīng)用，特別涉及一種來(lái)源于玉米的與生育期相關(guān)的蛋白ZmHUB2及其編碼基因與應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]通過(guò)泛素介導(dǎo)的蛋白酶體途徑(ubiquitin-proteasome pathway, UPP)是目前已知植物體內(nèi)蛋白質(zhì)選擇性降解最重要的途徑，也是細(xì)胞進(jìn)行自身功能調(diào)控的重要機(jī)制之一。泛素化系統(tǒng)通過(guò)三種關(guān)鍵酶即泛素活化酶、泛素結(jié)合酶和泛素連接酶的級(jí)聯(lián)反應(yīng)來(lái)完成，其中泛素連接酶E3決定底物蛋白的選擇特異性，它的主要功能是識(shí)別靶蛋白，使活化的泛素接近特異靶蛋白的Lys，從而將泛素轉(zhuǎn)移到底物。蛋白質(zhì)的泛素化降解不僅去除了異常和短命的蛋白質(zhì)，而且為生長(zhǎng)的植物細(xì)胞提供了自由氨基酸，參與植物生命活動(dòng)的各個(gè)方面，包括花發(fā)育、晝夜節(jié)律、光形態(tài)建成、細(xì)胞周期、胚胎發(fā)育、植物激素、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、抗逆抗病和衰老等過(guò)程。與其它真核生物一樣，植物也具備E1/E2/E3酶的活性來(lái)負(fù)責(zé)泛素的激活和連接。泛素化酶的層級(jí)結(jié)構(gòu)分布以及泛素化修飾的多樣性決定了泛素連接酶E3生物學(xué)功能的多樣性。已有研究表明，在植物中，E3泛素連接酶涉及許多關(guān)鍵的生化過(guò)程，如激素反應(yīng)、生理節(jié)奏、光形態(tài)建成、脅迫反應(yīng)、花的生長(zhǎng)發(fā)育等過(guò)程。
[0003]玉米不僅是重要的糧食和飼料作物，也是現(xiàn)代食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)和化學(xué)工業(yè)的主要原料。自2001年以來(lái)，玉米的種植面積就已經(jīng)超過(guò)水稻和小麥成為全球第一大作物。我國(guó)的玉米年產(chǎn)量占世界第二位，消費(fèi)量占全球玉米的20%左右。2008年，我國(guó)玉米種植面積首次超過(guò)水稻，躍居我國(guó)三大作物之首。隨著人口增加和畜牧業(yè)及農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)玉米的需求將繼續(xù)增長(zhǎng)，提高玉米產(chǎn)量、改善玉米品質(zhì)、增強(qiáng)玉米抗病蟲(chóng)和抗逆境能力，對(duì)滿足人民生活的需求，保證經(jīng)濟(jì)`建設(shè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，具有重要的戰(zhàn)略意義。而我國(guó)廣大北方地區(qū)玉米種植抽穗過(guò)晚，導(dǎo)致收獲時(shí)溫度過(guò)低或者日照時(shí)間過(guò)短而影響產(chǎn)量。因此研究玉米的生育周期，挖掘出與開(kāi)花時(shí)間相關(guān)的基因?qū)τ谂嘤齼?yōu)質(zhì)高產(chǎn)早熟的新品種，具有重要的生物學(xué)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種與植物生育期相關(guān)的蛋白ZmHUB2及其編碼基因與應(yīng)用。
[0005]本發(fā)明所提供的與植物生育期相關(guān)的蛋白，名稱為ZmHUB2，來(lái)源于玉米(Zeamays),是如下a)或b)或c)的蛋白質(zhì):
[0006]a)由序列表中序列2第754-828位所示的氨基酸序列組成的蛋白質(zhì)；
[0007]b)由序列表中序列2所示的氨基酸序列組成的蛋白質(zhì)；
[0008]c)將序列表中序列2所示的氨基酸序列或序列2第754-828位所示的氨基酸序列經(jīng)過(guò)一個(gè)或幾個(gè)氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加且具有下述至少一種活性的由a)衍生的蛋白質(zhì):1)泛素連接酶；2)與植物生育期相關(guān)。
[0009]其中，序列表中序列2由828個(gè)氨基酸殘基組成。序列2的第754-828位為C3HC4鋅指蛋白結(jié)構(gòu)域，該結(jié)構(gòu)域即為a)所述的蛋白質(zhì)。
[0010]為了使上蛋白便于純化，可在蛋白質(zhì)的氨基末端或羧基末端連接上如表1所示的標(biāo)簽。
[0011]表1標(biāo)簽的序列
[0012]
【權(quán)利要求】
1.一種蛋白質(zhì)，是如下a)或b)或c)的蛋白質(zhì): a)由序列表中序列2第754-828位所示的氨基酸序列組成的蛋白質(zhì)； b)由序列表中序列2所示的氨基酸序列組成的蛋白質(zhì)； c)將序列表中序列2所示的氨基酸序列或序列2第754-828位所示的氨基酸序列經(jīng)過(guò)一個(gè)或幾個(gè)氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加且具有下述至少一種活性的由a)衍生的蛋白質(zhì):1)泛素連接酶；2)與植物生育期相關(guān)。
2.編碼權(quán)利要求1所述蛋白的核酸分子。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的核酸分子，其特征在于:所述核酸分子為如下I)或2)或3)或4)所示的基因: 1)其編碼序列是序列表中序列I的第2311-2538位核苷酸的DNA分子； 2)其編碼序列是序列表中序列I的第52-2538位核苷酸的DNA分子； 3)在嚴(yán)格條件下與I)或2)限定的DNA分子雜交且編碼權(quán)利要求1所述蛋白的DNA分子; 4)與I)或2)限定的DNA分子具有90%以上的同源性且編碼權(quán)利要求1所述蛋白的DNA分子。
4.下述I)-4)中的任一種生物材料: 1)含有權(quán)利要求2或3所述核酸分`子的表達(dá)盒； 2)含有權(quán)利要求2或3所述核酸分子的重組表達(dá)載體； 3)含有權(quán)利要求2或3所述核酸分子的重組微生物； 4)含有權(quán)利要求2或3所述核酸分子的轉(zhuǎn)基因細(xì)胞系。
5.權(quán)利要求1所述蛋白質(zhì)的應(yīng)用，其特征在于:所述應(yīng)用是所述蛋白質(zhì)作為泛素連接酶和/或所述蛋白質(zhì)調(diào)控植物的生育期。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的應(yīng)用，其特征在于:所述調(diào)控植物的生育期為調(diào)控玉米的生育期；所述玉米的生育期為I) -7)中的至少一種: 1)成熟期； 2)乳熟期; 3)吐絲期； 4)抽雄期； 5)七葉期； 6)三葉期； 7)出苗期。
7.一種培育生育期縮短和/或果穗數(shù)增加的轉(zhuǎn)基因玉米的方法，是降低目的玉米中權(quán)利要求I所述蛋白質(zhì)的編碼基因的表達(dá)，得到生育期短于所述目的玉米和/或果穗數(shù)多于所述目的玉米的轉(zhuǎn)基因玉米；所述生育期為1)-7)中的至少一種: 1)成熟期； 2)乳熟期; 3)吐絲期； 4)抽雄期； 5)七葉期；6)三葉期； 7)出苗期。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于:所述降低目的玉米中權(quán)利要求1所述蛋白質(zhì)的編碼基因的表達(dá)是通過(guò)將如下式I所示的DNA片段導(dǎo)入所述目的玉米中實(shí)現(xiàn)的: SEQ正向-X-SEQ反向 式I ; 所述SEQ1^1是選自序列表中序列I且包括序列表中序列I第2172-2538位核苷酸所示的DNA片段； 所述SEQ的序列與所述序列反向互補(bǔ)； 所述X是所述SEQ1^1與所述間的間隔序列，在序列上，所述X與所述SEQ1向及所述SEQfi^1均不互補(bǔ)。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于:所述SEQ正向的核苷酸序列是序列I中第2172-2538位核苷酸。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于:所述式I所示的DNA片段通過(guò)重組表達(dá)載體pTCK303-ZmHUB2導(dǎo)入所述目的玉米；所述pTCK303_ZmHUB2按照包括如下步驟的方法構(gòu)建:1)將序列2中第2172-2538位核苷酸的反向互補(bǔ)序列所示的DNA插在載體pTCK303的Spe I和Sac I位點(diǎn)間，得到的重組載體記作中間重組載體；2)將序列2中第2172-2538位核苷酸所示的DNA插在所述中間重組載體的Kpn I和BamH I位點(diǎn)間，得到重組載體pTCK303-ZmHUB2o`
【文檔編號(hào)】C12N5/10GK103484436SQ201210191216
【公開(kāi)日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2012年6月11日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月11日
【發(fā)明者】王濤, 冷春旭, 董江麗, 王銳 申請(qǐng)人:中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)