表达抑制SPA基因的发卡RNA的DNA分子及其应用制造技术

技术编号:19357399 阅读:16 留言:0更新日期:2018-11-07 20:13
本发明专利技术公开了表达抑制SPA基因的发卡RNA的DNA分子及其应用。本发明专利技术公开的表达抑制SPA基因的发卡RNA的DNA分子,为如式(I)所示的DNA片段:SEQ正向‑X‑SEQ反向(I);SEQ正向的序列为SPA基因的序列或其任意片段;SEQ反向的序列与SEQ正向的序列反向互补或有90%以上的核苷酸互补;X是SEQ正向与SEQ反向之间的间隔序列,在序列上,X与SEQ正向与SEQ反向均不互补。实验证明,本发明专利技术将表达抑制SPA基因的发卡RNA的DNA分子转化植物,得到了SPA基因表达被抑制的转基因植物,该转基因植物中种子品质发生了变化,可用于改变种子品质。

DNA molecule expressing hairpin RNA inhibiting SPA gene and its application

The present invention discloses a DNA molecule expressing hairpin RNA inhibiting SPA gene and its application. The DNA molecule expressing hairpin RNA inhibiting SPA gene disclosed by the present invention is the DNA fragment shown in formula (I): SEQ forward X SEQ reverse (I); SEQ forward sequence is the sequence of SPA gene or any fragment thereof; SEQ reverse sequence is reverse complementary to SEQ forward sequence or more than 90% nucleotide complementary; X is SEQ forward and SEQ forward sequence. On the sequence, the reverse sequence between X and SEQ is not complementary to SEQ. Experiments show that the present invention transforms the DNA molecule expressing hairpin RNA inhibiting SPA gene into a plant, and obtains a genetically modified plant whose SPA gene expression is inhibited. The seed quality of the genetically modified plant has changed and can be used to change the seed quality.

【技术实现步骤摘要】
表达抑制SPA基因的发卡RNA的DNA分子及其应用
本专利技术涉及生物
中,表达抑制SPA基因的发卡RNA的DNA分子及其应用。
技术介绍
小麦是世界三大粮食作物之一,食物利用的主要形式是由水和储藏蛋白形成的具有独特弹性和延展性的面团。储藏蛋白由谷蛋白和醇溶蛋白构成,占面粉蛋白质的70-80%,是决定小麦品质优劣的主要因素。谷蛋白又可以分为高分子量谷蛋白亚基(highmolecularweightgluteninsubunit,HMW-GS)和低分子量谷蛋白亚基(lowmolecularweightgluteninsubunit,LMW-GS),两者能够依靠分子间二硫键形成一种独特的谷蛋白大聚体,HMW-GS呈链状组成聚合体骨架,LMW-GS呈簇状构成聚合体分枝。HMW-GS包括1Dy、1Dx、1By和1Bx亚基。醇溶蛋白则是一种单体蛋白,为面团提供延展性。蛋白质的组成及表达量对于改良小麦品质具有极为关键的作用。储藏蛋白的表达调控主要发生在转录水平,因此理解转录因子对蛋白的调控作用对于指导小麦品质遗传改良具有重要理论意义。SPA基因是一种属于opaque2亚家族的bZIP类转录因子。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是如何调控种子中储藏蛋白的含量。本专利技术首先提供了如式(I)所示的DNA片段:SEQ正向-X-SEQ反向(I)所述SEQ正向的序列为SPA基因的序列或其任意片段;所述SEQ反向的序列与所述SEQ正向的序列反向互补或有90%以上的核苷酸互补;所述X是所述SEQ正向与所述SEQ反向之间的间隔序列,在序列上,所述X与所述SEQ正向与所述SEQ反向均不互补。上述DNA片段中,所述SEQ正向的序列可为如下a1)至a4)中的任一种:a1)序列表中序列1的第791-1242位;a2)在a1)的5′端和/或3′端添加一个或几个核苷酸得到的序列;a3)与a1)或a2)限定的单链DNA具有85%以上的同一性的序列;a4)在严格条件下与a1)或a2)限定的单链DNA杂交的序列。所述SEQ反向的序列为如下b1)至b4)中的任一种:b1)序列表中序列1的第2419-2870位;b2)在b1)的5′端和/或3′端添加一个或几个核苷酸得到的序列;b3)与b1)或b2)限定的单链DNA具有85%以上的同一性的序列;b4)在严格条件下与b1)或b2)限定的单链DNA杂交的序列。所述X的序列可为含有FAD2基因的内含子的序列。a2)所述在a1)的5′端和/或3′端添加一个或几个核苷酸得到的序列为在序列1的第785-1242位的5′端和/或3′端添加一至十个核苷酸得到的序列。b2)所述在a1)的5′端和/或3′端添加一个或几个核苷酸得到的序列为在序列1的第2419-2870位的5′端和/或3′端添加一至十个核苷酸得到的序列。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序列1的第791-1242位或第2419-2870位的核苷酸序列具有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。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85%以上同一性,可为85%、90%或95%以上的同一性。上述DNA片段中,所述FAD2基因的内含子的序列可为序列1的第1270-2400位。所述X的序列具体可为序列表中序列1的第1243-2418位。上述DNA片段的核苷酸序列可为序列表中序列1的第791-2870位。本专利技术还提供了与所述DNA片段相关的生物材料,所述生物材料为下述B1)至B6)中的任一种:B1)含有所述DNA片段的表达盒;B2)含有B1)所述表达盒的重组载体;B3)含有B1)所述表达盒的重组微生物、或含有B2)所述重组载体的重组微生物;B4)含有B1)所述表达盒的转基因植物细胞系、或含有B2)所述重组载体的转基因植物细胞系;B5)含有B1)所述表达盒的转基因植物组织、或含有B2)所述重组载体的转基因植物组织;B6)含有B1)所述表达盒的转基因植物器官、或含有B2)所述重组载体的转基因植物器官。上述生物材料中,B1)所述表达盒中,驱动所述DNA片段转录的启动子可为胚乳特异性启动子。所述表达盒中终止所述DNA片段转录的终止子可为NOS终止子。所述胚乳特异性启动子具体可为Glu-1D启动子。所述Glu-1D启动子的序列具体可为序列表中序列1的第1-761位。其中序列1的第1-325位为增强子序列。所述NOS终止子的序列具体可为序列表中序列1的第2893-3140位。所述表达盒具体可为序列表中序列1所示的DNA片段。本专利技术还提供了所述DNA片段编码得到的RNA分子。本专利技术还提供了所述DNA片段,或所述生物材料,或所述RNA分子,或SPA基因或其任意片段在如下m1)-m16)中的任一种中的应用:m1)抑制SPA基因表达;m2)降低SPA基因编码蛋白质的活性;m3)降低SPA基因编码蛋白质的水平;m4)降低植物种子储藏蛋白含量;m5)降低植物种子谷蛋白含量;m6)降低植物种子高分子量谷蛋白亚基含量;m7)降低植物种子高分子量谷蛋白亚基中1Dy亚基、1Dx亚基、1By亚基或1Bx亚基含量;m8)降低植物低分子量谷蛋白亚基含量;m9)降低植物种子高分子量谷蛋白亚基在谷蛋白中的比例;m10)降低植物种子高分子量谷蛋白亚基中1Dx亚基或1Bx亚基在谷蛋白中的比例;m11)提高植物种子低分子量谷蛋白亚基在谷蛋白中的比例;m12)降低植物种子中高分子量谷蛋白亚基与低分子量谷蛋白亚基的比例;m13)降低植物种子中谷蛋白与醇溶蛋白的比例;m14)降低植物种子的SDS沉降值;m15)培育转基因植物;m16)调控植物种子品质。进一步,在本专利技术的一个实施例中,m1)中所述抑制SPA基因表达具体为使SPA基因在RNA水平的表达量降低。m15)所述转基因植物具有如下n1)-n15)中任一特性:n1)SPA基因表达被抑制;n2)SPA基因编码蛋白质的活性降低;n3)SPA基因编码蛋白质的水平降低;n4)种子储藏蛋白含量降低;n5)种子谷蛋白含量降低;n6)种子高分子量谷蛋白亚基含量降低;n7)种子高分子量谷蛋白亚基中1Dy亚基、1Dx亚基、1By亚基或1Bx亚基含量降低;n8)低分子量谷蛋白亚基含量降低;n9)种子高分子量谷蛋白亚基在谷蛋白中的比例降低;n10)种子高分子量谷蛋白亚基中1Dx亚基或1Bx亚基在谷蛋白中的比降低例;n11)种子低分子量谷蛋白亚基在谷蛋白中的比例提高;n12)种子中高分子量谷蛋白亚基与低分子量谷蛋白亚基的比例降低;n13)种子中谷蛋白与醇溶蛋白的比例降低;n14)种子的SDS沉降值降低;n15)植物种子品质改变。本专利技术还提供了下述X1)或X2)的方法:X1)一种培育转基因植物的方法,所述方法包括:将所述的DNA片段导入目的植本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.如式(I)所示的DNA片段:SEQ正向‑X‑SEQ反向       (I)所述SEQ正向的序列为SPA基因的序列或其任意片段;所述SEQ反向的序列与所述SEQ正向的序列反向互补或有90%以上的核苷酸互补;所述X是所述SEQ正向与所述SEQ反向之间的间隔序列,在序列上,所述X与所述SEQ正向与所述SEQ反向均不互补。

【技术特征摘要】
1.如式(I)所示的DNA片段:SEQ正向-X-SEQ反向(I)所述SEQ正向的序列为SPA基因的序列或其任意片段;所述SEQ反向的序列与所述SEQ正向的序列反向互补或有90%以上的核苷酸互补;所述X是所述SEQ正向与所述SEQ反向之间的间隔序列,在序列上,所述X与所述SEQ正向与所述SEQ反向均不互补。2.根据权利要求1所述的DNA片段,其特征在于:所述SEQ正向的序列为如下a1)至a4)中的任一种:a1)序列表中序列1的第791-1242位;a2)在a1)的5′端和/或3′端添加一个或几个核苷酸得到的序列;a3)与a1)或a2)限定的单链DNA具有85%以上的同一性的序列;a4)在严格条件下与a1)或a2)限定的单链DNA杂交的序列;和/或,所述SEQ反向的序列为如下b1)至b4)中的任一种:b1)序列表中序列1的第2419-2870位;b2)在b1)的5′端和/或3′端添加一个或几个核苷酸得到的序列;b3)与b1)或b2)限定的单链DNA具有85%以上的同一性的序列;b4)在严格条件下与b1)或b2)限定的单链DNA杂交的序列;和/或,所述X的序列为含有FAD2基因的内含子的序列。3.根据权利要求1或2所述的DNA片段,其特征在于:所述FAD2基因的内含子的序列为序列1的第1270-2400位。4.根据权利要求1-3任一所述的DNA片段,其特征在于:所述DNA片段的核苷酸序列为序列表中序列1的第791-2870位。5.与权利要求1-4中任一所述DNA片段相关的生物材料,为下述B1)至B6)中的任一种:B1)含有权利要求1-4中任一所述DNA片段的表达盒;B2)含有B1)所述表达盒的重组载体;B3)含有B1)所述表达盒的重组微生物、或含有B2)所述重组载体的重组微生物;B4)含有B1)所述表达盒的转基因植物细胞系、或含有B2)所述重组载体的转基因植物细胞系;B5)含有B1)所述表达盒的转基因植物组织、或含有B2)所述重组载体的转基因植物组织;B6)含有B1)所述表达盒的转基因植物器官、或含有B2)所述重组载体的转基因植物器官。6.根据权利要求5所述的生物材料,其特征在于:B1)所述表达盒中,驱动所述DNA片段转录的启动子为胚乳特异性启动子;和/或,所述表达盒中终止所述DNA片段转录的终止子为NOS终止子。7.权利要求1-4中任一所述DNA片段编码得到的RNA分子。8.权利要求1-4中任一所述的DNA片段,或权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员:李保云郭丹丹张玉峰梁荣奇尤明山解超杰
申请(专利权)人:中国农业大学
类型:发明
国别省市:北京,11

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