水稻茎杆伸长基因及其编码蛋白和用途制造技术

本发明专利技术提供了一种新的植物基因－水稻茎杆伸长基因，及其编码蛋白和启动子。本发明专利技术还公开了编码这种茎杆伸长基因的的用途，尤其是在植物生长改良和杂交育种中用于改变植物的茎杆伸长性和抗衰老性。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术属于植物学领域，具体地说，本专利技术涉及新的水稻(Oryza sativa)茎杆伸长基因，及其编码蛋白和启动子。本专利技术还公开了编码这种茎杆伸长基因的的用途，尤其是在植物生长改良和杂交育种中用于改变植物的茎杆伸长性和抗衰老性。
技术介绍
植物的快速生长对于作物、林业生产和抵抗不良气候条件包括干旱缺水、洪涝、低温等有着十分重要的作用，同时也是研究植物细胞分化、激素调控、分子生理的良好模式。然而，目前尚没有公开过与植物快速生长有关基因。因此，为了有效地、针对性地改变植物品种的快速生长性，本领域迫切需要开发与快速生长性有关的蛋白及其编码基因。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种新的茎干伸长蛋白(即水稻茎干伸长蛋白)及其片段、类似物和衍生物。本专利技术的另一目的是提供编码这些多肽的多核苷酸。本专利技术的另一目的是提供生产这些多肽的方法以及该多肽和编码序列的用途，尤其是在改变植物快速生长性(如花期延长或果实成熟延缓)方面的用途。在本专利技术的第一方面，提供新颖的分离出的水稻茎干伸长蛋白，该多肽源自水稻，它包含具有SEQ ID NO3氨基酸序列的多肽、或其保守性变异多肽、或其活性片段、或其活性衍生物。较佳地，该多肽选自下组(a)具有SEQ ID NO3氨基酸序列的多肽；(b)将SEQ ID NO3氨基酸序列经过一个或多个氨基酸残基的取代、缺失或添加而形成的，且具有促进植物茎杆伸长功能的由(a)衍生的多肽。在本专利技术的第二方面，提供编码分离的这些多肽的多核苷酸，该多核苷酸包含一核苷酸序列，该核苷酸序列与选自下组的一种核苷酸序列有至少70％相同性(a)编码上述水稻茎干伸长蛋白的多核苷酸；和(b)与多核苷酸(a)互补的多核苷酸。较佳地，该多核苷酸编码具有SEQ ID NO3所示氨基酸序列的多肽。更佳地，该多核苷酸的序列是选自下组的一种(a) 具有SEQ ID NO1中1-5900位的序列；(b) SEQ ID NO1缺失了第2927-3169位或3153-3157位所形成的序列；；(c) 具有SEQ ID NO2中1-2172位的序列。在本专利技术的第三方面，提供了含有上述多核苷酸的载体，以及被该载体转化或转导的宿主细胞或者被上述多核苷酸直接转化或转导的宿主细胞。在本专利技术的第四方面，提供了制备水稻茎干伸长蛋白的方法，该方法包含(a)在适合表达的条件下，培养上述被转化或转导的宿主细胞；(b)从培养物中分离出水稻茎干伸长蛋白。在本专利技术的第五方面，提供了与上述的水稻茎干伸长蛋白特异性结合的抗体。还提供了可用于检测的核酸分子，它含有上述的多核苷酸中连续的10-2226个核苷酸。在本专利技术的第六方面，提供了抗本专利技术蛋白的抗体以及一种检测样品中是否存在水稻茎干伸长蛋白的方法，它包括将样品与水稻茎干伸长蛋白的特异性抗体接触，观察是否形成抗体复合物，形成了抗体复合物就表示样品中存在水稻茎干伸长蛋白。在本专利技术的第七方面，提供了一种改变植物快速生长性和或抗衰老性的方法，它包括步骤(1)提供携带表达载体的农杆菌，所述的表达载体含有水稻茎干伸长蛋白DNA编码序列，所述的水稻茎干伸长蛋白选自下组(a)具有SEQ ID NO3氨基酸序列的多肽；(b)将SEQ ID NO3氨基酸序列经过一个或多个氨基酸残基的取代、缺失或添加而形成的，且具有促进植物茎杆伸长功能的由(a)衍生的多肽；(2)将植物细胞或组织或器官与步骤(1)中的农杆菌接触，从而使水稻茎干伸长蛋白DNA编码序列转入植物细胞，并且整合到植物细胞的染色体上；(3)选择出转入水稻茎干伸长蛋白DNA编码序列的植物细胞或组织或器官； (4)将步骤(3)中的植物细胞或组织或器官再生成植株。本专利技术的其它方面由于本文的技术的公开，对本领域的技术人员而言是显而易见的。附图说明图1显示了Eui及其突变体(eui)控制植物茎杆的生长和发育。图2显示了eui可消除水稻不育系的包颈。图3显示了Eui基因控制节间分生组织的细胞分裂。图4显示了eui基因可产生或积累更多的赤霉素(简写为GA或GA3)。图5显示了在不同GA3浓度处理下幼苗高度，上方曲线是带突变基因eui植株的高度，下方曲线是野生型Eui基因植株的高度。图6显示了在不同GA3浓度处理下抽穗期植株高度，上方曲线是带突变基因eui植株的高度，下方曲线是野生型Eui基因植株的高度。图5和6表明Eui控制了植株对GA3的敏感性。图7显示了eui植株有抗衰老功能。图8显示了Eui转基因eui突变植物回复正常伸长。具体实施例方式本专利技术人经过广泛而深入的研究，首次从水稻(Oryza sativa.L)中获得了一个第一节间快速发育和高度伸长的突变体eui(Elongated upper mostinternode)，该突变体表现为单基因隐性遗传，在抽穗期第一节间能快速伸长，并对GA3高度敏感，在逆境情况下的伸长更为迅速，该基因前期已被初步定位于水稻第五染色体的长臂端。并被认为是水稻杂交育种的第四因子。本专利技术人利用图位克隆的方法精细定位和克隆了该功能基因，结果表明Eui编码一个调节植物激素和细胞生长的关键酶蛋白。将该eui基因导入籼稻，可改良各类杂交稻不育系包颈性状。这表明，本专利技术基因可应用于植物的快速生长、抗衰老、新型植物类型的转基因创造和杂交稻品种的分子育种。在本专利技术中，术语“水稻茎杆伸长蛋白”、“水稻茎干伸长多肽”、“Eui蛋白”、“Eui多肽”等可互换使用，都指具有水稻茎干伸长蛋白氨基酸序列(SEQID NO3)的蛋白或多肽。在本专利技术中，术语“突变型水稻茎杆伸长蛋白”、“水稻长节间蛋白”、“突变型水稻茎干伸长多肽”、“eui蛋白”、“eui多肽”等可互换使用，都指具有突变型水稻茎干伸长蛋白氨基酸序列。eui蛋白不具有Eui蛋白相应活性或者活性丧失。在本专利技术中，“本专利技术蛋白或多肽”包括“Eui蛋白”和“eui蛋白”；“本专利技术基因”指编码“Eui蛋白”和“eui蛋白”的多核苷酸。在未特别指出时，术语“茎干伸长蛋白”包括突变型和野生型茎干伸长蛋白。如本文所用，“分离的”是指物质从其原始环境中分离出来(如果是天然的物质，原始环境即是天然环境)。如活体细胞内的天然状态下的多聚核苷酸和多肽是没有分离纯化的，但同样的多聚核苷酸或多肽如从天然状态中同存在的其他物质中分开，则为分离纯化的。如本文所用，“分离的水稻茎干伸长蛋白或多肽”是指水稻茎干伸长蛋白基本上不含天然与其相关的其它蛋白、脂类、糖类或其它物质。本领域的技术人员能用标准的蛋白质纯化技术纯化水稻茎干伸长蛋白。基本上纯的多肽在非还原聚丙烯酰胺凝胶上能产生单一的主带。本专利技术的多肽可以是重组多肽、天然多肽、合成多肽，优选重组多肽。本专利技术的多肽可以是天然纯化的产物，或是化学合成的产物，或使用重组技术从原核或真核宿主(例如，细菌、酵母、高等植物、昆虫和哺乳动物细胞)中产生。根据重组生产方案所用的宿主，本专利技术的多肽可以是糖基化的，或可以是非糖基化的。本专利技术的多肽还可包括或不包括起始的甲硫氨酸残基。本专利技术还包括水稻茎干伸长蛋白的片段、衍生物和类似物。如本文所用，术语“片段”、“衍生物”和“类似物”是指基本上保持本专利技术的天然水稻茎干伸长蛋白相同的生物学功能或活性的多肽。本专利技术的多肽片段、衍生物或类似物可以是(i)有一个或多个保守或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分离的水稻茎干伸长蛋白，其特征在于，它包含：具有ＳＥＱＩＤＮＯ：３氨基酸序列的多肽、或其保守性变异多肽。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：何祖华，李群，许永汉，朱永友，林鸿宣，周海臣，毛碧增，
申请(专利权)人：中国科学院上海生命科学研究院，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]