促进大白菜提前结球的转录因子SPL9‑2及其应用制造技术

本发明专利技术提供了一种叶球结球进程相关基因及其应用。具体地，本发明专利技术提供了通过促进或抑制BrpSPL9‑2基因或其蛋白来调节叶球类植物的结球进程的方法。所述方法可用于控制叶球类植物的结球进程。本发明专利技术的BrpSPL9‑2基因(尤其是突变型基因)具有广泛的应用价值，为转基因技术改良叶球类植物提供了新的途径。

【技术实现步骤摘要】
促进大白菜提前结球的转录因子SPL9-2及其应用
本专利技术属于作物遗传学领域，具体地，本专利技术涉及一种新的叶球结球进程相关基因及其在调控叶球类植物的结球进程中的应用。
技术介绍
现今农业上的蔬菜品种从食用部位来看，可以分为叶类蔬菜，根茎类蔬菜和果实类蔬菜。其中在叶类蔬菜中，叶球类蔬菜是一个重要的组成部分，其中较为常见的有结球白菜(BrassicarapaL.ssp.pekinensis)，结球甘蓝(BrassicaoleraceaL.var.capitataL)和结球生菜(Lactucasativavar.capitataL.)。结球白菜(又称大白菜)，是亚洲地区传统的蔬菜作物叶球作为该类蔬菜的储存器官，是其可食用部分，具有重要的农业价值和商品价值。从形态上看，叶球是一种变态器官，由轮生的叶片相互抱合而成，叶子向内弯曲是叶球发生的显著特征。已经知道，许多因素会影响植物叶球的发生和发育过程。生长素在叶片内的不均衡分布、较低的温度和较大的昼夜温差、弱光、短日照以及充足的碳素营养都可以促进叶球的发生和发育(Ito，1957)。因此，叶球的发生是一个复杂的生物学过程，是在环境因子诱导下的形态学反应。在此过程中表达的基因是调控植物接受外界信号和展开发育活动的关键环节。以大白菜为例，在栽培条件下，大白菜需要一个长时间的营养生长来形成叶球，通常可以分为4个时期：幼苗期，莲座期，包心期和结球期，通过叶形态的特点来划分。在幼苗期，幼态叶生长并分化为成熟叶；在莲座期，展开的叶片通过提供光合作用产物的方式辅助叶球形成。包心的叶片分化并向内弯曲为叶球形成提供架构和遮蔽，而叶球的叶片紧紧地围绕茎尖形成储存营养物质的叶球。通常来说，诸如温度，光照，生长素浓度以及碳氮比都认为和叶球形成有关(等，1988；He等，2000)。由于叶球是大白菜的主要食用器官，因此大白菜叶球发育的好坏决定了大白菜的品质和农业价值。我国育种家采用传统的育种方法广泛开展大白菜类蔬菜品种的选育工作，扩大资源来源途径，开展多种品种间的杂交组合，一定程度提高了白菜类蔬菜叶球性状，并选育了大量抗虫抗病，快速生长的品种，在生产上已经发挥了作用。然而，传统的育种学在原有的基础上进行品种的优选优育，但由于现有品种的局限性，传统的配置杂交组合的育种方法受到了一定的限制性，为了适应农业生产的需要，采用新的技术手段来开发更为早熟，结球品种更为多样化的的大白菜品种变得日益重要。此外，除了大白菜以外，对结球甘蓝，结球生菜等其他叶球类蔬菜的叶球农业性状的改良，也具有十分重要的意义。植物体基因表达具有时空特异性，即在不同的时间、空间条件下，有不同的功能基因表达，从而调控不同的生理进程。对于叶球类植物而言，其结球进程也是受基因、环境等因素影响的。在环境基本恒定的情况下，结球进程主要受基因的调控。目前研究发现，miR156及其调控的SQUAMOSAPROMOTERBINDING-LIKE(SPL)基因家族调控拟南芥从幼苗期到成年期的时期转换(Wu等，2009；Schwab等，2005)。过量表达miR156基因能够延长拟南芥的幼苗期并延迟开花，与此相对的，过量表达SPL促进拟南芥更早的进入成熟期并提早开花(Wang等，2009；Wu等，2009)。SPL能够直接结合到miR172b的启动子上，激活miR172b的表达，从而抑制APETALA2(AP2)蛋白的活性，促进拟南芥开花(Aukerman等，2003；Wang等,2009)。相对于拟南芥的营养生长的2个时期，结球白菜在营养生长阶段具有4个时期：幼苗期，莲座期，包心期和结球期。这4个时期构成了白菜的一个结球进程。结球白菜只有完成了这4个时期，才能发育出一个完整的叶球。然而，迄今为止，本领域对于影响白菜结球进程的基因或调控机理了解甚少，因此本领域迫切需要开发调节叶球类植物结球进程的相关基因及其应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可调节叶球类植物结球进程的相关基因及其应用。在本方面的第一方面，提供了一种BrpSPL9-2基因或其蛋白在调控叶球类植物的结球进程中的应用。在另一优选例中，所述的调控叶球类植物的结球进程指促进结球。在另一优选例中，所述的叶球类植物包括叶球类蔬菜，较佳地为结球白菜、结球甘蓝(卷心菜)或结球生菜。在另一优选例中，所述的应用是用于制备调控叶球类植物的结球进程的试剂。在本专利技术的第二方面，提供了一种调控叶球类植物的结球进程的方法，所述方法包括以下步骤：(a)将促进或拮抗BrpSPL9-2基因或其蛋白的活性或表达的物质给予所述叶球类植物、植物种子、植物细胞、组织或器官；和(b)培养步骤(a)获得的植物、植物种子、植物细胞、组织或器官，从而调控叶球类植物的结球进程。在另一优选例中，在步骤(a)中，给予促进BrpSPL9-2基因或其蛋白的活性或表达的物质，从而加速结球进程。在另一优选例中，在步骤(a)中，给予拮抗BrpSPL9-2基因或其蛋白的活性或表达的物质，从而延缓结球进程。在另一优选例中，所述的促进BrpSPL9-2基因或其蛋白的活性或表达的物质包括特异性与miR156结合的反义序列，或表达所述反义序列的载体。在另一优选例中，所述的拮抗BrpSPL9-2基因或其蛋白的活性或表达的物质包括miR156。在另一优选例中，所述步骤(a)是将编码BrpSPL9-2蛋白的多核苷酸转入所述叶球类植物、植物种子、植物细胞、组织或器官，获得转化入编码BrpSPL9-2蛋白的多核苷酸的植物、植物种子、植物细胞、组织或器官。在另一优选例中，所述步骤(a)是将植物、植物种子、植物细胞、组织或器官与携带含有编码BrpSPL9-2蛋白的多核苷酸的农杆菌(Agrobacteriumtumefaciens)接触，从而使编码BrpSPL9-2蛋白的多核苷酸转入植物细胞，并整合到植物细胞的染色体上。在另一优选例中，所述的编码BrpSPL9-2蛋白的多核苷酸具有以下特征：(i)所述多核苷酸编码野生型的BrpSPL9-2蛋白或具有与野生型的BrpSPL9-2相同功能的突变蛋白；和(ii)所述编码BrpSPL9-2蛋白的多核苷酸中不存在与miR156结合的结合区。(注：在对应的野生型BrpSPL9-2基因中，存在与miR156结合的结合区)在本专利技术的第三方面，提供了BrpSPL9-2基因或其蛋白在筛选叶球类植物的结球进程促进剂或拮抗剂中的应用。在本专利技术的第四方面，提供了一种筛选叶球类植物的结球进程促进剂或拮抗剂的方法，所述方法包括以下步骤：a)将待测物质给予某植物；b)检测该植物中BrpSPL9-2基因或其蛋白的活性或表达情况；如果与未给予待测物质的对照植物相比，所述BrpSPL9-2基因或其蛋白的活性或表达上调，则所述待测物质是结球进程促进剂；如果与未给予待测物质的对照植物相比，所述BrpSPL9-2基因或其蛋白的活性或表达下调，则所述待测物质是结球进程拮抗剂。在本专利技术的第五方面，提供了一种不受miR156调控的突变型BrpSPL9-2蛋白的编码基因，所述的编码基因具有以下特征：(i)所述突变型编码基因编码野生型的BrpSPL9-2蛋白或具有与野生型的BrpSPL9-2相同功能的突变蛋白；和(ii)所述突变型编码基因的核苷酸中不存在与miR15本文档来自技高网...

【技术保护点】
BrpSPL9‑2基因或其蛋白在调控叶球类植物的结球进程中的应用。

【技术特征摘要】
1.BrpSPL9-2基因或其蛋白在调控叶球类植物的结球进程中的应用，其中所述的调控叶球类植物的结球进程指促进结球,所述BrpSPL9-2蛋白的氨基酸序列如SEQIDNO.:2所示。2.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述的叶球类植物包括叶球类蔬菜。3.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述的叶球类植物为结球白菜、结球甘蓝或结球生菜。4.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述的应用是用于制备调控叶球类植物的结球进程的试剂。5.一种调控叶球类植物的结球进程的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(a)将促进BrpSPL9-2基因或其蛋白的活性或表达的物质给予所述叶球类植物、植物种子、植物细胞、组织或器官；和(b)培养步骤(a)获得的植物、植物种子、植物细胞、组织或器官，从而调控叶球类植物的结球进程，其中所述的调控叶球类植物的结球进程指促进结球；并且所述BrpSPL9-2蛋白的氨基酸序列如SEQIDNO.:2所示。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在步骤(a)中，给予促进BrpSPL9-2基因或其蛋白的活性或表达的物质，从而加速结球进程。7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在步骤(a)中，给予拮抗BrpSPL9-2基因或其蛋白的活性或表达的物质，从而延缓结球进程。8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的促进BrpSPL9-2基因或其蛋白的活性或表达的物质包括特异性与miR156结合的反义序列，或表达所述反义序列的载体。9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的拮抗BrpSPL9-2基因或其蛋白的活性或表达的物质包括miR156。10.如权利要求5所述的方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：何玉科，王亚丽，吴斐婕，白金娟，
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：上海;31