蛋白质GmDREB2AL及其相关生物材料在调控种子植物油脂和千粒重中的应用制造技术

本发明专利技术公开了蛋白质GmDREB2AL及其相关生物材料在调控种子植物油脂和千粒重中的应用。其中的一种应用是培育具种子中总油脂含量、脂肪酸含量和千粒重的转基因种子植物的方法，包括向受体种子植物中导入GmDREB2AL的编码基因得到所述转基因种子植物的步骤；所述GmDREB2AL是氨基酸序列如SEQ ID No.2所示的蛋白质，或是将SEQ ID No.2经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸残基且与种子总油脂含量和/或脂肪酸含量和/或种子千粒重相关的由a）衍生的蛋白质。GmDREB2AL基因可用于提高和改良作物油脂成份和增加产量、培育高油脂和高产量品种。

【技术实现步骤摘要】
蛋白质GmDREB2AL及其相关生物材料在调控种子植物油脂和千粒重中的应用
本专利技术涉及生物
，尤其涉及来源于大豆的蛋白质GmDREB2AL及其相关生物材料在调控种子植物油脂和千粒重中的应用。
技术介绍
大豆是油脂和植物蛋白质的主要来源之一。人类饮食中71％的油脂来自于植物。在世界上的几种主要产油作物中，大豆总产油量约占30％，居世界植物油产量的第一位(表1)。表1为世界上主要的产油作物脂肪酸的合成是植物体中最重要的代谢途径之一，它存在于植物体的任何一个细胞中，是生长发育所必须的。对它的阻断会导致细胞的死亡，因而至今为止还没有发现一个阻断脂肪酸合成的植物突变体。植物同其它真核生物在参与脂肪酸合成途径的酶上有很大差异。从乙酰CoA和丙二酰CoA合成16或18个碳原子的脂肪酸至少需要30个不同的酶催化的反应来完成这一过程，而在动物、真菌及一些细菌中，以上反应是由一个存在于胞质中的多酶复合体来完成的。植物中，参与脂肪酸合成的酶以可溶的形式存在于质体的胞质中。人们已对脂类合成途径有了认知，并且已经克隆了参与脂类合成的酶基因。然而，植物中，对脂类合成的调控机理及其相关基因仍然知之甚少。目前我国每年进口的大豆量是产量的2倍以上，我国大豆单产较低是提高产量的瓶颈之一。大豆产量的要素包括：株型、单株产量、每荚粒数等。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供来源于大豆的蛋白质GmDREB2AL及其相关生物材料的新用途。本专利技术所提供的一种新用途是利用GmDREB2AL的编码基因培育总油脂含量高和/或脂肪酸含量高和/或种子千粒重高的转基因种子植物的方法。本专利技术所提供的培育具有三种农艺性状中的三种、两种或一种农艺性状的转基因种子植物的方法，包括向受体种子植物中导入GmDREB2AL的编码基因得到具有所述三种农艺性状中的三种、两种或一种性状的转基因种子植物的步骤；所述GmDREB2AL是如下a）或b）的蛋白质：a）氨基酸序列如SEQIDNo.2所示的蛋白质；b）将SEQIDNo.2经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸残基且与种子总油脂含量和/或脂肪酸含量和/或种子千粒重相关的由a）衍生的蛋白质；所述三种农艺性状为1）-3）：1）种子中总油脂含量高于所述受体种子植物；2）种子千粒重高于所述受体种子植物；3）种子中脂肪酸含量高于所述受体种子植物；所述脂肪酸为棕榈酸（软脂酸）（16:0）、亚油酸和油酸中的三种、两种或一种。上述方法中，所述一个或几个氨基酸残基是指不多于十个氨基酸残基。SEQIDNo.2由211个氨基酸残基组成。上述方法中，所述受体种子植物具体可为被子植物；进一步，所述被子植物可为双子叶植物，如拟南芥。当所述受体种子植物为十字花科植物时，所述转基因种子植物除具有所述三种性状外，还具有角果长度大于所述受体种子植物的性状。如当所述种子植物为拟南芥时，转基因拟南芥除具有所述三种农艺性状外，还具有角果长度大于所述受体拟南芥的农艺性状。所述GmDREB2AL基因为编码所述GmDREB2AL的DNA分子，具体可为1）-3）中任一种DNA分子：1）其编码序列是SEQIDNo.1的DNA分子；2）在严格条件下与1）限定的DNA分子杂交且编码所述GmDREB2AL的DNA分子；3）与1）限定的DNA分子至少具有70%、至少具有75%、至少具有80%、至少具有85%、至少具有90%、至少具有95%、至少具有96%、至少具有97%、至少具有98%或至少具有99%同源性且编码所述GmDREB2AL的DNA分子。上述GmDREB2AL基因中，所述严格条件可为如下：50℃，在7％十二烷基硫酸钠（SDS）、0.5MNaPO4和1mMEDTA的混合溶液中杂交，在50℃，2×SSC，0.1%SDS中漂洗；还可为：50℃，在7％SDS、0.5MNaPO4和1mMEDTA的混合溶液中杂交，在50℃，1×SSC，0.1%SDS中漂洗；还可为：50℃，在7％SDS、0.5MNaPO4和1mMEDTA的混合溶液中杂交，在50℃，0.5×SSC，0.1%SDS中漂洗；还可为：50℃，在7％SDS、0.5MNaPO4和1mMEDTA的混合溶液中杂交，在50℃，0.1×SSC，0.1%SDS中漂洗；还可为：50℃，在7％SDS、0.5MNaPO4和1mMEDTA的混合溶液中杂交，在65℃，0.1×SSC，0.1%SDS中漂洗；也可为：在6×SSC，0.5%SDS的溶液中，在65℃下杂交,然后用2×SSC,0.1%SDS和1×SSC,0.1%SDS各洗膜一次。上述方法中，其中所述GmDREB2AL基因可先进行如下修饰，再导入受体种子植物中，以达到更好的表达效果：1）根据实际需要进行修饰和优化，以使基因高效表达；例如，可根据受体植物所偏爱的密码子，在保持本专利技术所述GmDREB2AL基因的氨基酸序列的同时改变其密码子以符合植物偏爱性；优化过程中，最好能使优化后的编码序列中保持一定的GC含量，以最好地实现植物中导入基因的高水平表达，其中GC含量可为35％、多于45％、多于50％或多于约60％；2）修饰邻近起始甲硫氨酸的基因序列，以使翻译有效起始；例如，利用在植物中已知的有效的序列进行修饰；3）与各种植物表达的启动子连接，以利于其在植物中的表达；所述启动子可包括组成型、诱导型、时序调节、发育调节、化学调节、组织优选和组织特异性启动子；启动子的选择将随着表达时间和空间需要而变化，而且也取决于靶物种；例如组织或器官的特异性表达启动子，根据需要受体在发育的什么时期而定；尽管证明了来源于双子叶植物的许多启动子在单子叶植物中是可起作用的，反之亦然，但是理想地，选择双子叶植物启动子用于双子叶植物中的表达，单子叶植物的启动子用于单子叶植物中的表达；4）与适合的转录终止子连接，也可以提高本专利技术基因的表达效率；例如来源于CaMV的tml，来源于rbcS的E9；任何已知在植物中起作用的可得到的终止子都可以与本专利技术基因进行连接；5）引入增强子序列，如内含子序列（例如来源于Adhl和bronzel）和病毒前导序列（例如来源于TMV,MCMV和AMV）。上述方法中，所述GmDREB2AL基因通过含有GmDREB2AL基因表达盒的重组表达载体导入所述受体种子植物中，所述GmDREB2AL基因表达盒中，启动GmDREB2AL基因转录的启动子是花椰菜花叶病毒35S启动子，终止所述GmDREB2AL基因转录的终止子是农杆菌胭脂碱合成酶终止子。本专利技术中所述GmDREB2AL基因表达盒均可含有所述GmDREB2AL基因和启动所述GmDREB2AL基因转录的启动子。本专利技术中所述GmDREB2AL基因表达盒均指能够在宿主细胞中表达SEQIDNo.2所示的GmDREB2AL的DNA，该DNA不但可包括启动所述GmDREB2AL基因转录的启动子，还可包括终止所述GmDREB2AL基因转录的终止子。进一步，所述GmDREB2AL基因表达盒还可包括增强子序列。可用于本专利技术的启动子包括但不限于：组成型启动子，组织、器官和发育特异的启动子，和诱导型启动子。启动子的例子包括但不限于：花椰菜花叶病毒的组成型启动子35S;来自西红柿的创伤诱导型启动子，亮氨酸氨基肽酶("LAP",Chao等人（1999)Pla本文档来自技高网...

【技术保护点】
培育具有三种农艺性状中的三种、两种或一种农艺性状的转基因种子植物的方法，包括向受体种子植物中导入GmDREB2AL的编码基因得到具有所述三种农艺性状中的三种、两种或一种农艺性状的转基因种子植物的步骤；所述GmDREB2AL是如下a）或b）的蛋白质：a）氨基酸序列如SEQ ID No.2所示的蛋白质；b）将SEQ ID No.2经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸残基且与种子总油脂含量和/或脂肪酸含量和/或种子千粒重相关的由a）衍生的蛋白质；所述三种农艺性状为1）‑3）：1）种子中总油脂含量高于所述受体种子植物；2）种子千粒重高于所述受体种子植物；3）种子中脂肪酸含量高于所述受体种子植物；所述脂肪酸为棕榈酸、亚油酸和油酸中的三种、两种或一种。

【技术特征摘要】
1.培育具有下述农艺性状的转基因种子植物的方法，包括向受体种子植物中导入GmDREB2AL的编码基因得到具有所述农艺性状的转基因种子植物的步骤；所述GmDREB2AL是氨基酸序列如SEQIDNo.2所示的蛋白质；所述农艺性状为种子中总油脂含量高于所述受体种子植物；所述种子植物为双子叶植物。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述GmDREB2AL的编码基因为编码序列是SEQIDNo.1的DNA分子。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述GmDREB2AL的编码基因通过含有所述GmDREB2AL的编码基因表达盒的重组表达载体导入所述受体种子植物中，所述表达盒中，启动所述GmDREB2AL的编码基因转录的启动子是花椰菜花叶病毒35S启动子，终止所述GmDREB2AL的编码基因转录的终止子是农杆菌胭脂碱合成酶终止子。4.GmDREB2AL相...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈受宜，张劲松，李擎天，牛素玲，宋庆鑫，张万科，马彪，林晴，何锶洁，
申请(专利权)人：中国科学院遗传与发育生物学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11