玉米基因ZMSPL1和ZMSPL2及其用途制造技术

提供了玉米基因ZmSPL1和ZmSPL2。还提供了由这些基因编码的蛋白和这些基因的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及植物转基因技术的领域，特别是玉米基因ZmSPL1和ZmSPL2及其用途。专利技术背景器官大小是植物形态的一个重要特征。在相同生长条件下，在具有相同基因型和相同物种内的个体间的器官大小中存在较少差异。对于不同物种，种子和其它器官的大小变化很大，而属于一个物种的个体具有相对一致的种子和类似大小的其它器官的大小。这些事实显示，植物的器官大小严格地在遗传控制下。同时，植物器官的形态受外部环境(包括因素，诸如：光、温度和营养)强烈影响。因此，控制植物器官大小的机制是非常复杂的，因为是植物的内部机制，其精确地控制器官当最终长大时的预定大小。植物器官大小是重要的产量性状。因此，关于植物的种子或其它器官的大小的研究将为可用于开发转基因高产量作物的可能遗传修饰提供理论基础和一些新颖遗传来源。植物器官大小可以根据物种而变化很大。除了自然条件的限制，人工选择在植物器官大小中具有显著影响。尽管植物的器官大小自我控制的机理仍不清楚，但存在至少两种支配植物的器官大小(即细胞数目和细胞大小)的已知潜在因素。通常，不同物种的相同器官的大小由其中的细胞数目确定。然而，单独地改变细胞数目或细胞大小并不总是导致器官大小的变化。这是因为一种因素的变化可由其它因素代偿。例如，器官的细胞数目的减少可能不会导致更小的植物器官，因为植物可以通过增加总细胞体积而弥补细胞数目的减少，使得整个器官维持相同大小。这种细胞生长的协调机制提示植物本身的内源调节。一些最近研究已经发现通过影响细胞数目、细胞大小或两者而发挥作用以控制器官大小的基因途径的一些关键基因。专利技术概述在一个方面，本专利技术提供分离的核酸分子，其包含定位以提供多核苷酸的表达的在植物细胞中有功能的启动子，所述多核苷酸具有以下核苷酸序列：(1)SEQ ID NO:1或3中所示的序列，或其互补序列；(2)在严格杂交条件下与SEQ ID NO:1或3中所示的序列杂交的序列；(3)与SEQ ID NO:1或3中所示的序列具有至少85％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、98.5％、99％或99.5％序列同一性的序列，其编码表现出控制植物器官大小的功能的蛋白；或(4)由通过缺失、取代、插入或添加一个或多个核苷酸而衍生化SEQ ID NO:1或3中所示的序列获得的序列。在另一个方面，本专利技术提供分离的核酸分子，其包含定位以提供多核苷酸的表达的在植物细胞中有功能的启动子，所述多核苷酸具有以下核苷酸序列：(1)序列，其编码SEQ ID NO:2或4中所示的多肽；(2)序列，其编码与SEQ ID NO:2或4中所示的序列具有至少85％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、98.5％、99％或99.5％序列同一性的多肽；或(3)序列，其编码由通过缺失、取代、插入或添加一个或多个氨基酸而衍生化SEQ ID NO:2或4中所示的序列获得的多肽。在又一个方面，本专利技术提供包含上述核酸分子的重组DNA构建体。在又一个方面，本专利技术提供分离的多肽，其选自：(1)具有SEQ ID NO:2或4中所示的氨基酸序列的多肽；和(2)衍生自(1)的多肽，其包含SEQ ID NO:2或4中所示的氨基酸序列中取代、缺失或添加一个或多个氨基酸残基，并且表现出控制植物器官大小的功能。在又一个方面，本专利技术提供包含上述核酸分子或重组DNA构建体的植物细胞。在又一个方面，本专利技术提供包含上述核酸分子或重组DNA构建体的转化植物。在根据本专利技术的方面的一个实施方案中，转化植物与未转化植物或野生型植物相比具有改变的性状，其中所述改变的性状选自增加的种子大小、增加的种子数目、增加的种子重量、增加的籽粒大小、增加的籽粒数目、增加的籽粒重量、增加的叶片大小、增加的叶片面积、增加的叶片数目、增加的叶片细胞数目、增加的主根长、增加的侧根数、增加的根鲜重和增加的产量。总之，这也可以导致植物的器官大小增加和/或植物的生物量增加。在根据本专利技术的方面的一个实施方案中，转化植物是单子叶植物或双子叶植物，优选作物植物。在根据本专利技术的方面的一个实施方案中，所述植物选自玉米(Zea mays)、芸苔属(Brassica)物种(例如，卷心菜型油菜(B.napus)、芜菁(B.rapa)、芥菜(B.juncea))、苜蓿(Medicago sativa)、水稻(Oryza sativa)、黑麦(Secale cereale)、高粱(Sorghum bicolor,Sorghum vulgare)、粟(例如珍珠粟(Pennisetum glaucum)、黄米(Panicum miliaceum)、谷子(Setaria italica)、龙爪稷(Eleusine coracana))、向日葵(Helianthus annuus)、红花(Carthamus tinctorius)、小麦(Triticum aestivum)、大豆(Glycine max)、烟草(Nicotiana tabacum)、马铃薯(Solanum tuberosum)、花生(Arachis hypogaea)、棉花(海岛棉(Gossypium barbadense)、陆地棉(Gossypium hirsutum))、甘薯(Ipomoea batatus)、木薯(Manihot esculenta)、咖啡(Coffea spp.)、椰子(Cocos nucifera)、菠萝(Ananas comosus)、柑橘属果树(Citrus spp.)、可可(Theobroma cacao)、茶(Camellia sinensis)、香蕉(Musa spp.)、鳄梨(Persea americana)、无花果(Ficus casica)、番石榴(Psidium guajava)、芒果(Mangifera indica)、橄榄(Olea europaea)、木瓜(Carica papaya)、腰果(Anacardium occidentale)、澳洲坚果(Macadamia integrifolia)、扁桃树(Prunus amygdalus)、糖用甜菜(Beta vulgaris)、甘蔗(Saccharum spp.)、燕麦、草莓、蓝莓和大麦。在根据本专利技术的方面的一个实施方案中，所述植物是拟南芥(Arabidopsis thaliana)、水稻或玉米。在又一个方面，本专利技术提供上述基因、DNA分子、重组DNA构建体或蛋白在控制植物器官大小中的用途。在根据本专利技术的方面的一个实施方案中，所述控制植物器官大小是增加植物器官大小，且所述植物器官是植物种子、叶或根。在根据本专利技术的方面的一个实施方案中，所述植物是单子叶植物或双子叶植物，优选作物植物。在根据本专利技术的方面的一个实施方案中，所述植物选自玉米(Zea mays)、芸苔属(Brassica)物种(例如，卷心菜型油菜(B.napus)、芜菁(B.rapa)、芥菜(B.juncea))、苜蓿(Medicago sativa)、水稻(Oryza sativa)、黑麦(Secale cereale)、高粱(Sorghum bicolor,Sorghum vulgare)、粟(例如珍珠粟(Pennis本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分离的核酸分子，其包含定位以提供多核苷酸的表达的在植物细胞中有功能的启动子，所述多核苷酸具有以下核苷酸序列：(1)SEQ ID NO：1或3中所示的序列，或其互补序列；(2)在严格杂交条件下与SEQ ID NO：1或3中所示的序列杂交的序列；(3)与SEQ ID NO：1或3中所示的序列具有至少85％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、98.5％、99％或99.5％序列同一性的序列，其编码具有控制植物器官大小的功能的蛋白；或(4)由通过缺失、取代、插入或增加一个或多个核苷酸而衍生化SEQ ID NO：1或3中所示的序列获得的序列。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种分离的核酸分子，其包含定位以提供多核苷酸的表达的在植物细胞中有功能的启动子，所述多核苷酸具有以下核苷酸序列：(1)SEQ ID NO：1或3中所示的序列，或其互补序列；(2)在严格杂交条件下与SEQ ID NO：1或3中所示的序列杂交的序列；(3)与SEQ ID NO：1或3中所示的序列具有至少85％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、98.5％、99％或99.5％序列同一性的序列，其编码具有控制植物器官大小的功能的蛋白；或(4)由通过缺失、取代、插入或增加一个或多个核苷酸而衍生化SEQ ID NO：1或3中所示的序列获得的序列。2.一种分离的核酸分子，其包含定位以提供多核苷酸的表达的在植物细胞中有功能的启动子，所述多核苷酸具有以下核苷酸序列：(1)序列，其编码SEQ ID NO：2或4中所示的多肽；(2)序列，其编码与SEQ ID NO：2或4中所示的序列具有至少85％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、98.5％、99％或99.5％序列同一性的多肽；或(3)序列，其编码由通过缺失、取代、插入或增加一个或多个氨基酸而衍生化SEQ ID NO：2或4中所示的序列获得的多肽。3.一种重组DNA构建体，其包含权利要求1或权利要求2的核酸分子。4.一种分离的多肽，其选自：(1)具有SEQ ID NO：2或4中所示的氨基酸序列的多肽；和(2)衍生自(1)的多肽，其包含SEQ ID NO：2或4中所示的氨基酸序列中取代、缺失或添加一个或多个氨基酸残基，并且表现出控制植物器官大小的功能。5.一种植物细胞，其包含权利要求1或权利要求2的核酸分子。6.一种转化植物，其包含权利要求1或权利要求2的核酸分子。7.根据权利要求6的转化植物，其中所述植物与未转化植物或野生型植物相比具有改变的性状，其中所述改变的性状选自增加的种子大小、增加的种子数目、增加的种子重量、增加的籽粒大小、增加的籽粒数目、增加的籽粒重量、增加的叶片大小、增加的叶片面积、增加的叶片数目、增加的叶片细胞数目、增加的主根长、增加的侧根数、增加的根鲜重和增加的产量。8.根据权利要求7所述的转化植物，其中所述植物是单子叶植物或双子叶植物，优选作物植物。9.根据权利要求7所述的转化植物，其中所述植物选自玉米(Zea mays)、芸苔属(Brassica)物种(例如，卷心菜型油菜(B.napus)、芜菁(B.rapa)、芥菜(B.juncea))、苜蓿(Medicago sativa)、水稻(Oryza sativa)、黑麦(Secale cereale)、高粱(Sorghum bicolor，Sorghum vulgare)、粟(例如珍珠粟(Pennisetum glaucum)、黄米(Panicum miliaceum)、谷子(Setaria italica)、龙爪稷(Eleusine coracana))、向日葵(Helianthus annuus)、红花(Carthamus tinctorius)、小麦(Triticum aestivum)、大豆(Glycine max)、烟草(Nicotiana tabacum)、马铃薯(Solanum tuberosum)、花生(Arachis hypogaea)、棉花(海岛棉(Gossypium barbadense)、陆地棉(Gossypium hirsutum))、甘薯(Ipomoea batatus)、木薯(Manihot esculenta)、咖啡(Coffea spp.)、椰子(Cocos nucifera)、菠萝(Ananas comosus)、柑橘属果树(Citrus spp.)、可可(Theobroma cacao)、茶(Camellia sinensis)、香蕉(Musa spp.)、鳄梨(Persea americana)、无花果(Ficus casica)、番石榴(Psidium guajava)、芒果(Mangifera indica)、橄榄(Olea europaea)、木瓜(Carica papaya)、腰果(Anacardium occidentale)、澳洲坚果(Macadamia integrifolia)、扁桃树(Prunus amygdalus)、糖用甜菜(Beta vulgaris)、甘蔗(Saccharum spp.)、燕麦、草莓、蓝莓和大麦。10.根据权利要求7所述的转化植物，其中所述植物是拟南芥、水稻或玉米。11.一种产生具有改变的性状的转化植物的方法，其中所述方法包括用权利要求3的重组DNA构建体转化植物且获得转化植物，与未转化植物或野生型植物相比，所述转化植物显示选自以下的改变的性状：增加的种子大小、增加的种子数目、增加的种子重量、增加的籽粒大小、增加的籽粒数目、增加的籽粒重量、增加的叶片大小、增加的叶片面积、增加的叶片数目、增加的叶片细胞数目、...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪中福，孙其信，王成，王波，姚颖垠，彭惠茹，张义荣，胡兆荣，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11