一种与植物产量性状和耐逆性相关的蛋白及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种与植物产量性状和耐逆性相关的蛋白及其应用。本发明专利技术通过采用最小表达框的转化方法，将仅含有启动子、目的基因SiMYB31和终止子的DNA片段侵染水稻愈伤组织，得到转SiMYB31水稻。实验证明：在低氮胁迫下，转SiMYB31水稻的产量相关性状(穗数、穗长、粒数、千粒重、稻草重、稻谷重等)均高于野生型水稻。说明SiMYB31蛋白质具有调控植物耐逆性和产量相关性状的功能，尤其是提高植物的低氮耐性和产量，为培育耐逆和高产植物品种奠定基础。

【技术实现步骤摘要】
一种与植物产量性状和耐逆性相关的蛋白及其应用
本专利技术属于生物
，具体涉及一种与植物产量性状和耐逆性相关的蛋白及其应用。
技术介绍
氮是一种在植物生长和发育中需求量最大的矿质营养元素，植物干物质和植株全氮中的含氮量分别为1.5％-2％和16％。元素氮对作物生长起着非常重要的作用，它是植物体内氨基酸的组成部分、是构成蛋白质的成分，也是植物进行光合作用起决定作用的叶绿素的组成部分。谷子具有耐贫瘠、适应性广的特点，是研究单子叶植物非生物胁迫响应过程的理想材料之。目前，谷子功能基因组研究刚刚起步，参与谷子耐低氮胁迫响应的基因功能还有待深入研究。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供SiMYB31蛋白质及其相关的生物材料在调控植物耐逆性和/或植物产量相关性状中的应用。为了实现上述目的，本专利技术首先提供了SiMYB31蛋白质的新用途。本专利技术提供了SiMYB31蛋白质在调控植物耐逆性和/或植物产量相关性状中的应用；所述SiMYB31蛋白质来源于谷子(Setariaitalica)，为如下A1)或A2)或A3)或A4)任一所示蛋白质：A1)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；A2)在序列表中序列2所示的蛋白质的N端或/和C端连接标签得到的融合蛋白；A3)将序列表中序列2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且功能相同的蛋白质；A4)与A1)-A3)中任一所限定的氨基酸序列具有99％以上、95％以上、90％以上、85％以上或者80％以上同源性且具有相同功能的蛋白质。其中，序列表中序列2由280个氨基酸残基组成。所述标签具体如表1所示。表1标签的序列上述A1)-A4)任一所示的蛋白质可人工合成，也可先合成其编码基因，再进行生物表达得到。为了实现上述目的，本专利技术还提供了与SiMYB31蛋白质相关的生物材料的新用途。本专利技术提供了与SiMYB31蛋白质相关的生物材料在调控植物耐逆性和/或植物产量相关性状中的应用；所述生物材料为下述B1)-B10)中的任一种：B1)编码SiMYB31蛋白质的核酸分子；B2)含有B1)所述核酸分子的表达盒；B3)含有B1)所述核酸分子的重组载体；B4)含有B2)所述表达盒的重组载体；B5)含有B1)所述核酸分子的重组微生物；B6)含有B2)所述表达盒的重组微生物；B7)含有B3)所述重组载体的重组微生物；B8)含有B4)所述重组载体的重组微生物；B9)含有B1)所述核酸分子的转基因细胞系；B10)含有B2)所述表达盒的转基因细胞系。上述应用中，B1)所述核酸分子为如下C1)-C4)中任一所示：C1)序列表中序列1所示的DNA分子；C2)序列表中序列3所示的DNA分子；C3)与C1)或C2)限定的DNA分子序列至少具有90％、至少具有95％、至少具有96％、至少具有97％、至少具有98％或至少具有99％同源性，且编码SiMYB31蛋白质的DNA分子；C4)在严格条件下与C1)或C2)或C3)限定的DNA分子杂交，且编码SiMYB31蛋白质的DNA分子。其中，序列表中序列1由843个核苷酸组成。本领域普通技术人员可以很容易地采用已知的方法，例如定向进化和点突变的方法，对本专利技术的编码SiMYB31蛋白质的核苷酸序列进行突变。那些经过人工修饰的，具有编码SiMYB31蛋白质的核苷酸序列75％或者更高同一性的核苷酸，只要编码SiMYB31蛋白质且具有相同功能，均是衍生于本专利技术的核苷酸序列并且等同于本专利技术的序列。这里使用的术语“同一性”指与天然核酸序列的序列相似性。“同一性”包括与本专利技术的编码序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质的核苷酸序列具有75％或更高，或85％或更高，或90％或更高，或95％或更高同一性的核苷酸序列。同一性可以用肉眼或计算机软件进行评价。使用计算机软件，两个或多个序列之间的同一性可以用百分比(％)表示，其可以用来评价相关序列之间的同一性。上述75％或75％以上同一性，可为80％、85％、90％或95％以上的同一性。上述应用中，所述严格条件是在2×SSC，0.1％SDS的溶液中，在68℃下杂交并洗膜2次，每次5min，又于0.5×SSC，0.1％SDS的溶液中，在68℃下杂交并洗膜2次，每次15min；或，0.1×SSPE(或0.1×SSC)、0.1％SDS的溶液中，65℃条件下杂交并洗膜。上述应用中，所述表达盒依次由启动子、上述SiMYB31蛋白质的编码基因和终止子组成。在本专利技术的具体实施例中，所述表达盒依次由ubiquitin组成型启动子、上述SiMYB31蛋白质的编码基因和终止子nos3’组成。上述应用中，所述载体可为质粒、黏粒、噬菌体或病毒载体。所述重组载体是将上述核酸分子插入表达载体中，得到表达上述蛋白质的重组载体。使用所述核酸分子构建重组载体时，可在其转录起始核苷酸前加上任何一种增强型、组成型、组织特异型或诱导型启动子，它们可单独使用或与其它的植物启动子结合使用；此外，使用所述核酸分子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相同，以保证整个序列的正确翻译。所述翻译控制信号和起始密码子的来源是广泛的，可以是天然的，也可以是合成的。翻译起始区域可以来自转录起始区域或结构基因。为了便于对转基因植物细胞或植物进行鉴定及筛选，可对所用植物表达载体进行加工，如加入可在植物中表达的编码可产生颜色变化的酶或发光化合物的基因(GUS基因、萤光素酶基因等)、具有抗性的抗生素标记物(庆大霉素标记物、卡那霉素标记物等)或是抗化学试剂标记基因(如抗除莠剂基因)等。从转基因植物的安全性考虑，可不加任何选择性标记基因，直接以逆境筛选转化植株。在本专利技术的具体实施例中，所述重组载体为将序列1所示的SiMYB31基因片段克隆到载体LP0471118-Bar-ubi-EDLL的SpeI和BamHI酶切位点间得到的重组载体。上述应用中，所述微生物可为酵母、细菌、藻或真菌，如农杆菌。所述重组微生物为含有上述表达盒或上述重组载体的微生物。本专利技术的具体实施例中，所述重组微生物为含有上述表达盒的农杆菌EHA105。本专利技术还提供了上述SiMYB31蛋白质或上述生物材料在培育耐逆性和/或产量提高的转基因植物中的应用。本专利技术还提供了上述SiMYB31蛋白质或上述生物材料在植物育种中的应用。所述育种的目的为选育耐逆性高和/或产量高的植物。进一步的，所述调控为提高。更进一步的，所述耐逆性为低氮耐性。所述调控植物耐逆性具体体现在：当植物中的SiMYB31蛋白质的含量和/或活性降低时，所述植物低氮耐性降低；当植物中的SiMYB31蛋白质的含量和/或活性提高时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.如下A1)或A2)或A3)或A4)任一所示蛋白质在调控植物耐逆性和/或植物产量相关性状中的应用：/nA1)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；/nA2)在序列表中序列2所示的蛋白质的N端或/和C端连接标签得到的融合蛋白；/nA3)将序列表中序列2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且功能相同的蛋白质；/nA4)与A1)-A3)中任一所限定的氨基酸序列具有99％以上、95％以上、90％以上、85％以上或者80％以上同源性且具有相同功能的蛋白质。/n

【技术特征摘要】
1.如下A1)或A2)或A3)或A4)任一所示蛋白质在调控植物耐逆性和/或植物产量相关性状中的应用：
A1)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；
A2)在序列表中序列2所示的蛋白质的N端或/和C端连接标签得到的融合蛋白；
A3)将序列表中序列2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且功能相同的蛋白质；
A4)与A1)-A3)中任一所限定的氨基酸序列具有99％以上、95％以上、90％以上、85％以上或者80％以上同源性且具有相同功能的蛋白质。


2.与权利要求1中所述的蛋白质相关的生物材料在调控植物耐逆性和/或植物产量相关性状中的应用；
所述生物材料为下述B1)-B10)中的任一种：
B1)编码权利要求1所述蛋白质的核酸分子；
B2)含有B1)所述核酸分子的表达盒；
B3)含有B1)所述核酸分子的重组载体；
B4)含有B2)所述表达盒的重组载体；
B5)含有B1)所述核酸分子的重组微生物；
B6)含有B2)所述表达盒的重组微生物；
B7)含有B3)所述重组载体的重组微生物；
B8)含有B4)所述重组载体的重组微生物；
B9)含有B1)所述核酸分子的转基因细胞系；
B10)含有B2)所述表达盒的转基因细胞系。


3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于：B1)所述核酸分子为如下C1)-C4)中任一所示：
C1)编码序列是序列表中序列1所示的DNA分子；
C2)序列表中序列3所示的DNA分子；
C3)与C1)或C2)限定的DNA分子序列至少具有90％、至少具有95％、至少具有96％、至少具有97％、至少具有98％或至少具有99％同源性，且编码权利要求1中所述的蛋白质的DNA分子；
C4)在严格条件下与C1)或C2)或C3)限定的DNA分子杂交，且编码权利要求1中所述的蛋白质的DNA分子。


4.根据权利要求1-3中任一所述的应用，其特征在于：所述调控为提高。
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈明，马有志，黎毛毛，张玥玮，唐文思，周永斌，徐兆师，陈隽，
申请(专利权)人：中国农业科学院作物科学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11