本发明专利技术公开一种拟南芥细胞周期依赖性蛋白激酶基因，AtCDKG2，在调控植物花期转换中的应用。实验发现AtCDKG2基因发生缺失突变后会导致拟南芥开花时间提前，利用转基因技术在拟南芥中过表达AtCDKG2基因后，明显推迟了过表达转基因株系的开花时间，并且AtCDKG2对拟南芥花期转换的负调控作用不受光周期的影响。植物的开花时间与产量品质密切相关，本发明专利技术提供的AtCDKG2基因在调控植物花期转换中的应用，有望通过控制该基因的表达，缩短或增长植物营养生长的时间，为加快育种或提高作物生长量，有望在农作物品种改良以及作物产量或品质提升上提供帮助和支持，对农业生产具有重要意义。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及拟南芥细胞周期依赖性蛋白激酶基因的功能及应用，尤其涉及拟南芥细胞周期依赖性蛋白激酶基因AtCDKG2在调控植物花期转换中的应用，属于基因工程领域。
技术介绍
CDKG2属于细胞周期依赖性蛋白激酶(cyclin-dependent kinase，CDKs)的G类亚家族，G类亚家族有两个成员，CDKG1和CDKG2，他们含有保守的PLTSLRE基序(Menges M et al.Global analysis of the core cell cycle regulators of Arabidopsis identifies novel genes,reveals multiple and highly specific profiles of expression and provides a coherent model for plant cell cycle control.The Plant Journal,2005)。已有研究表明，AtCDKG1参与CalS5基因的前体mRNA的剪接，进而参与到花粉壁早期形成的调控过程，敲除拟南芥的CDKG1基因后会导致雄性育性的严重下降(Huang et al.CYCLIN-DEPENDENT KINASE G1is Associated with the Spliceosome to Regulate CALLOSE SYNTHASE5 Splicing and Pollen Wall Formation in Arabidopsis.The Plant Cell Preview,2013)。芯片数据显示，AtCDKG2在种子初级休眠的末期及次级休眠的初期表达量相对较高，推测AtCDKG2可能在调控种子休眠过程中起作用。在叶片中，AtCDKG2的表达量在保卫细胞中要明显高于叶肉细胞，而且在保卫细胞中AtCDKG2的表达并不受ABA诱导，推测该基因不参与ABA对气孔运动的调控作用。经检索，拟南芥细胞周期依赖性蛋白激酶基因AtCDKG2在植物花期转换调控中的作用及应用目前未见报道。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供了一种拟南芥细胞周期依赖性蛋白激酶基因AtCDKG2在调控植物花期转换中的应用。本专利技术所述拟南芥细胞周期依赖性蛋白激酶基因AtCDKG2在调控植物花期转换中的应用。其中：所述拟南芥细胞周期依赖性蛋白激酶基因AtCDKG2的序列已公布(基因编号为NW_001843868.1)；所述植物是指十字花科植物，优选拟南芥、油菜或白菜。申请人前期以cdkg2-1和cdkg2-2突变体为实验对象，发现无论是在长日照还是短日照条件下，cdkg2-1和cdkg2-2突变体均表现出早花性状。进一步通过RT-PCR技术克隆到拟南芥细胞周期依赖性蛋白激酶基因AtCDKG2，构建该基因的植物过表达载体，并进行植物转基因操作，获得转基因植物。结果发现AtCDKG2基因过表达后明显推迟了植物的开花时间。基于上述结果，申请人初步确认了一个拟南芥的开花抑制因子AtCDKG2，当AtCDKG2基因发生缺失突变后能促进拟南芥提前开花。进一步实验证实：利用转基因技术在拟南芥中高表达拟南芥细胞周期依赖性蛋白激酶基因AtCDKG2，通过观察过表达植株的开花时间发现，AtCDKG2过表达后显著延长了植物的开花时间。植物的开花时间与产量品质密切相关，本专利技术提供的拟南芥细胞周期依赖性蛋白激酶基因AtCDKG2在调控植物花期转换中的应用，有望在农作物品种改良以及作物产量或品质提升上提供帮助和支持，对我国的农业生产具有重要意义。附图说明图1：细胞周期依赖性蛋白激酶基因CDKG2的表达模式分析。GUS染色的结果表明，CDKG2在干种子中的表达量很高(见图1-Ⅰ)，种子萌发后表达量降低，并且在早期幼苗的子叶中几乎没有表达(见图1-Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)。随着幼苗的生长，叶片中开始有表达，在微管组织、叶原基、根尖及侧根发生处表达量较高(见图1-Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ)。CDKG2在花组织中也有表达，其中柱头、花柄及雄蕊柄部的表达量较高，并且在成熟果荚中的表达量要高于幼嫩果荚(见图1-Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ、Ⅻ)。在拟南芥的不同生长阶段CDKG2的表达量是不一样的，它在花组织的表达量较高预示着CDKG2在植物的花期转换中起作用。图2：cdkg2突变体与CDKG2过表达株系在短日照条件下的开花情况。其中，Col-0为野生型对照，cdkg2-1(SALK_012428)和cdkg2-2(SALK_090262)为两个突变体株系，均购自ABRC(Arabidopsis Biological Resource Center)，VC为空载体转化对照株系，OE1和OE2为两个CDKG2的转基因过表达株系。短日照条件下，cdkg2-1和cdkg2-2突变体的抽薹时间明显早于野生型Col-0(见图2-A)。相反，两个CDKG2过表达株系的抽薹时间则晚于空载体对照(见图2-B)。该性状说明，AtCDKG2基因在拟南芥的花期转换过程中起负调控作用。图3：cdkg2突变体中开花相关基因的表达情况。Realtime-PCR结果显示，自主开花途径中开花抑制基因FLC的上游基因：FCA、FY、FPA、LD、FLD及FLK等在野生型Col-0和突变体cdkg2-1，cdkg2-2中的表达量没有明显区别(见图3-A)。开花抑制基因FLC在突变体cdkg2-1和cdkg2-2中的表达降低，开花途径整合因子FT以及花分生组织特异基因AP1和LFY在突变体cdkg2-1和cdkg2-2中的表达量高于野生型Col-0(见图3-B)。因此，我们推测拟南芥细胞周期依赖性蛋白AtCDKG2位于开花抑制基因FLC的上游，通过调控FLC的表达进而抑制植物开花。具体实施方式以下实施例用于阐明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。下列实例中未注明具体的实验方法，均可按照常规方法进行，或按照产品制造生产厂商的使用说明。实施例1拟南芥细胞周期依赖性蛋白激酶基因CDKG2的分子克隆1.拟南芥细胞周期依赖性蛋白激酶基因CDKG2的克隆根据已公布的拟南芥细胞周期依赖性蛋白激酶基因AtCDKG2的cDNA序列(基因编号为NW_001843868.1)设计引物，其中：正向引物为CDKG2-F:5’-ATTGTTCAATGGGAAAACGG-3’；反向引物为CDKG2-R:5’-TTCACAAATCACCACGGACC-3’。利用TRIzol试剂盒(Roche)提取野生型拟南芥RNA，RT-PCR方法扩增AtCDKG2基因的全长本文档来自技高网...
【技术保护点】
拟南芥细胞周期依赖性蛋白激酶基因AtCDKG2在调控植物花期转换中的应用。
【技术特征摘要】
1.拟南芥细胞周期依赖性蛋白激酶基因AtCDKG2在调控植物花期转换中的应用。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，王美，马晓艳，周瑞佳，杨维国，陈冬花，李春龙，张尚立，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37
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