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CRK4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

技术编号:13447199 阅读:92 留言:0更新日期:2016-08-01 12:40
本发明专利技术公开了一种CRK4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CRK4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。CRK4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CRK4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CRK4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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物
,涉及一种CRK4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
种植农作物、果树或者花卉园艺植物的时候经常出现茎叶徒长的现象,结果造成养分的大量消耗、花器官数量减少、产量降低以及在灌浆期不能保证正常结果。造成植物茎叶徒长的因素有很多,其中既有外界自然环境引起的,如短日照、光照弱和雨水过多等,也有因为作物或者果树品种自身因素引起的。因此,通过改良作物、果树和花卉品种来抑制茎叶徒长具有重大的实际意义。随着分子生物学以及植物激素信号转导机制研究的不断深入,通过基因工程的手段向植物中导入外源基因来影响植物细胞信号转导或者激素的合成来调节茎叶徒长已经变得日趋成熟。脱落酸(AbscisicAcid,ABA)在植物体内具有广泛生理效应,它广泛参与调控植物的生长发育和响应外界环境胁迫。在植物体内,ABA主要是在根尖、种子、果实和花器官中合成。ABA可以抑制种子萌发、幼苗生长、抑制主根发育以及促进叶片衰老和脱落等。植物体内ABA信号转导网络是极其复杂的,但是ABA信号转导起始于ABA受体对ABA信号的感知。除了ABA受体,还有许多其他的跟ABA信号转导有关的ABA响应基因被鉴定出来。这些ABA响应基因既包括正调节子也包括负调节子,它们定位于细胞的质膜、叶绿体、线粒体和细胞核等部位,并且广泛参与到植物对逆境胁迫的响应。这些ABA响应基因的发现加深了人们对ABA作用机制的认识,并且进一步丰富了人们对细胞内各种组分功能的深入理解。类受体蛋白激酶RLKs(Receptor-likekinases)广泛参与到植物的生长发育和植物对逆境胁迫的响应过程,包括调控植物花器官和胚胎的发育、参与植物抗病反应、参与植物激素油菜素内酯信号转导以及参与ABA信号转导等过程,此外RLKs广泛参与到了MAPK、活性氧以及钙离子信号传递途径并且能够引起一系列的分子和细胞学反应。富含半胱氨酸的类受体蛋白激酶CRKs(Cysteine-richreceptor-likeproteinkinases)是RLKs的一个亚家族,它在拟南芥中共有46个成员。CRKs基因主要分布在染色体IV上,并且染色体IV含有一个由19个CRKs基因首尾相连组成的基因簇,这也使得获得crks多突变体变的异常困难。CRKs家族的成员如RPK1、CRK36以及ARCK1已经被报道参与到ABA信号转导过程并且响应环境胁迫。此外,过表达CRK5或者CRK13的转基因拟南芥对病原菌P.syringae的抗性明显增强。因此,CRKs的功能是及其复杂和多样的,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。CRK4基因在拟南芥tair网站上的基因号为AT3G45860(https://www.arabidopsis.org/)。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种CRK4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旺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(CRK4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(CRK4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CRK4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(CRK4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CRK4基因)是如下1)至4)中任一所述的DNA分子:1)序列表中序列2所示的DNA分子;2)序列表中序列1所示的DNA分子;3)在严格条件下与1)或2)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;4)与1)-3)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2641个核苷酸组成,为所述CRK4基因在拟南芥基因组中序列,其中第845-934、1070-1151、1274-1446、1658-1747、1986-2061及2219-2317位均为内含子序列;序列2由2031个核苷酸组成,为所述CRK4基因的cDNA序列,其中第1-2031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676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)、胁迫诱导型启动子rd29A等,它们可单独使用或与其它的植物启动子结合使用;此外,使用本专利技术的基因构建重组表达载体时,还可使用增强子,包括翻译增强子或转录增强子,这些增强子区域可以是ATG起始密码子或邻接区域起始密码子等,但必需与编码序列的阅读框本文档来自技高网
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【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4)中任一所述的DNA
分子:
1)序列表中序列2所示的DNA分子;
2)序列表中序列1所示的DNA分子;
3)在严格条件下与1)或2)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;
4)与1)-3)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<...

【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

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