CRK5蛋白及其编码基因在调控植物茎叶生长中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种CRK5蛋白及其编码基因在调控植物茎叶生长中的应用。本发明专利技术所提供的应用具体为由序列表中序列3所示的氨基酸序列组成的蛋白质(即CRK5蛋白)在如下a1)或a2)中的应用：a1)抑制植物茎叶徒长；a2)选育茎叶徒长受到抑制的植物品种。CRK5基因过表达植株，相比野生型对照植株，在ABA抑制的茎叶徒长方面表现更加敏感。本发明专利技术通过调节CRK5的表达水平来抑制植物茎叶徒长具有重要意义，通过基因工程手段获得CRK5基因高表达、茎叶徒长受到抑制的转基因作物。本发明专利技术符合农业可持续发展的目的，可以节约养分、减少化肥和农药的喷施，对于培育绿色无公害新品种提供了可能性，具有广阔的应用前景。

Application of CRK5 protein and its coding gene in regulating plant stem and leaf growth

The invention discloses an application of CRK5 protein and its coding gene in regulating the growth of plant stem and leaf. Composition of amino acid sequence of application provided by the invention is embodied by a sequence 3 in a sequence table shown in protein (CRK5 protein) in the following A1) or A2) application: A1) inhibited the plant stem leaf leggy; A2) breeding of leggy stems and leaves inhibited plant varieties. Over expression of CRK5 gene were compared with wild-type control plants, more sensitive in leggy stems and leaves ABA inhibition performance. The invention is of great significance to inhibit plant stem leaf growth by regulating the expression level of CRK5, by means of genetic engineering to obtain the high expression of CRK5 gene, leggy stems and leaves of transgenic crops by inhibiting the. The invention is suitable for the sustainable development of agriculture, can save the nutrients, reduce the spraying of chemical fertilizers and pesticides, and provides the possibility for cultivating the green pollution-free new varieties, and has broad application prospect.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物
，涉及一种CRK5蛋白及其编码基因在调控植物茎叶生长中的应用。
技术介绍
农作物或者其他植物，如蔬菜、花卉和果树等经常发生茎叶发育过旺的现象，这种现象可以称之为茎叶徒长。在短日照、光照弱和雨水过多等不良环境条件下，植物容易出现徒长的现象，而且这种现象随着自然环境的不断恶劣造成的粮食生产损失和经济损失逐渐增多。传统的应对茎叶徒长的方法主要集中在喷施多效唑和矮壮素等生长调节剂来抑制茎叶徒长，但是这种方法具有成本高、工作量大和污染环境等缺点。近年来，随着植物分子生物学和植物激素信号转导机制的不断发展，通过基因工程的手段向植物中导入外源基因来抑制植物茎叶徒长已经变得日渐成熟。脱落酸(AbscisicAcid，ABA)是传统的五大植物激素之一，具有抑制主根发育、抑制种子萌发和幼苗生长和促进侧根发育等生理作用。植物体内ABA信号转导网络是极其复杂的，但是植物对ABA的响应起始于受体对ABA信号的感知。近年来，随着遗传学、细胞生物学、分子生物学和化学生物学等学科的飞速发展，人们对ABA受体的研究有了长足的进步，先后鉴定和报道了4类ABA结合蛋白，包括GCR2、GTG1和GTG2、RCARs/PYR/PYLs和CHLH/ABAR。ABAR/CHLH是一个叶绿体跨膜蛋白，它的N端和C端暴露在细胞质中，它是是第一个被鉴定出来的ABA受体。遗传学实验也证实过表达ABAR的C端的转基因株系对ABA超敏。ABAR的C端能够与WRKY18/40/60转录因子发生相互作用来调控ABA响应基因的表达。类受体蛋白激酶RLKs(Receptor-likekinases)家族是植物最大的膜受体蛋白家族，RLKs已被报道广泛参与到植物的生长发育和对环境胁迫的响应过程，比如调控根与茎的生长、细胞的分化、植物育性、抗病过程以及激素信号转导。近年来的研究表明类受体蛋白激酶参与ABA信号转导过程和植物对逆境的响应过程，这些类受体蛋白激酶包括RPK1(receptor-likekinase1)、富含脯氨酸的类受体蛋白激酶PERK4(proline-richextensin-likereceptorkinase4)、凝集素样类受体蛋白激酶LecRK-b2(lectinreceptorkinase-b2)、GHR1(GUARDCELLHYDROGENPEROXIDE-RESISTANT1)、FER(FERONIA)和富含半胱氨酸的类受体蛋白激酶CRK36和类受体胞质激酶ARCK1(receptor-likecytosolickinase1)。CRKs(Cysteine-richreceptor-likeproteinkinases)蛋白激酶亚家族属于RLKs家族，CRK5基因在拟南芥tair网站上的基因号为AT4G23130(https://www.arabidopsis.org/)。随着对CRKs研究的不断深入，它在植物生长发育过程中各个方面的功能也逐步得到阐释。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种CRK5蛋白及其编码基因在调控植物茎叶生长中的应用。所述茎叶徒长即农作物、果树或者花卉园艺植物茎叶发育过望并且导致土壤养分过度浪费以及产量降低的现象。本专利技术所提供的应用，具体为如下A或B：A.由序列表中序列3所示的氨基酸序列组成的蛋白质(CRK5蛋白)在如下a1)-a2)任一中的应用：a1)抑制植物茎叶徒长；a2)选育茎叶徒长受到抑制的植物品种。B.由序列表中序列3所示的氨基酸序列组成的蛋白质(CRK5蛋白)的编码基因在如下a1)-a2)任一中的应用：a1)抑制植物茎叶徒长；a2)选育茎叶徒长受到抑制的植物品种。在本专利技术中，以上a2)中的所述选育茎叶徒长受到抑制的植物品种的方法，具体可包括将所述CRK5蛋白表达量较高的植株作为亲本进行杂交的步骤。本专利技术的另一个目的是提供一种培育茎叶徒长受到抑制的转基因植物的方法。本专利技术所提供的培育茎叶徒长受到抑制的转基因植物的方法，具体可包括如下步骤：向受体植物中导入由序列表中序列3所示的氨基酸序列组成的蛋白质(CRK5蛋白)的编码基因，得到转基因植物；所述转基因植物与所述受体植物相比茎叶徒长受到抑制。在上述应用或方法中，所述由序列表中序列3所示的氨基酸序列组成的蛋白质的编码基因(即CRK5基因)是如下1)至5)中任一所述的DNA分子：1)编码序列为序列表中序列2自5’末端第1至1992位核苷酸所示的DNA分子；2)序列表中序列2所示的DNA分子；3)序列表中序列1所示的DNA分子；4)在严格条件下与1)-3)任一所限定的DNA分子杂交且编码由序列表中序列3所示的氨基酸序列组成的蛋白质的DNA分子；5)与1)-4)任一限定的DNA分子具有90％以上同源性且编码由序列表中序列3所示的氨基酸序列组成的蛋白质的DNA分子。上述严格条件可为用6×SSC，0.5％SDS的溶液，在65℃下杂交，然后用2×SSC，0.1％SDS和1×SSC，0.1％SDS各洗膜一次。其中，序列1由2537个核苷酸组成，为所述CRK5基因在拟南芥基因组中序列，其中第818-892、1034-1103、1226-1314、1526-1599、1838-1909及2064-2138位均为内含子序列；序列2由2082个核苷酸组成，为所述CRK5基因的cDNA序列，其中第1-1992位为编码序列(ORF)；序列1和序列2均编码序列表中序列3所示的蛋白质，序列3由663个氨基酸残基组成。在所述方法中，所述由序列表中序列3所示的氨基酸序列组成的蛋白质的编码基因是通过含有所述蛋白质的编码基因的重组表达载体导入所述受体植物中的。所述重组表达载体可用现有的植物表达载体构建。所述植物表达载体包括双元农杆菌载体和可用于植物微弹轰击的载体等，如pCAMBIA-1300-221、pGreen0029、pCAMBIA3301、pBI121、pBin19、pCAMBIA2301、pCAMBIA1301-UbiN或其它衍生植物表达载体。所述植物表达载体还可包含外源基因的3’端非翻译区域，即包含聚腺苷酸信号和任何其它参与mRNA加工或基因表达的DNA片段。所述聚腺苷酸信号可引导聚腺苷酸加入到mRNA前体的3’端。使用所述基因构建重组表达载体时，在其转录起始核苷酸前可加上任何一种增强型、组成型、组织特异型或诱导型启动子，例如花椰菜花叶病毒(CAMV)35S启动子、泛素基因Ubiquitin启动子(pUbi)、胁迫诱...

【技术保护点】
由序列表中序列3所示的氨基酸序列组成的蛋白质在如下a1)‑a2)任一中的应用：a1)抑制植物茎叶徒长；a2)选育茎叶徒长受到抑制的植物品种。

【技术特征摘要】
1.由序列表中序列3所示的氨基酸序列组成的蛋白质在如下a1)-a2)任一中的
应用：
a1)抑制植物茎叶徒长；
a2)选育茎叶徒长受到抑制的植物品种。
2.由序列表中序列3所示的氨基酸序列组成的蛋白质的编码基因在如下a1)-a2)
任一中的应用：
a1)抑制植物茎叶徒长；
a2)选育茎叶徒长受到抑制的植物品种。
3.培育茎叶徒长受到抑制的转基因植物的方法，包括如下步骤：向受体植物中
导入由序列表中序列3所示的氨基酸序列组成的蛋白质的编码基因，得到转基因植物；
所述转基因植物与所述受体植物相比茎叶徒长受到抑制。
4.根据权利要求1-3中任一所述的应用或方法，其特征在于：所述由序列表中序
列3所示的氨基酸序列组成的蛋白质的编码基因是如下1)至5)中任一所述的DNA
分子：
1)编码序列为序列表中序列2自5’末端第1至1992位核苷酸所示的DNA分子；
2)序列表中序列2所示的DNA分子；
3)序列表中序列1所示的DNA分子；
4)在严格条件下与1)-3)任一所限定的DNA分子杂交且编码由序列表中序列
3所示的氨基酸序列组成的蛋白质的DNA分子；
5)与1)-4)任一限定的DNA分子具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：张大鹏，路凯，王小芳，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11