本发明专利技术涉及花生DELLA基因家族及其编码基因与应用。本发明专利技术公开了一种花生AhDELLA3蛋白,氨基酸序列如SEQ ID NO.5所示;花生AhDELLA4蛋白,氨基酸序列如SEQ ID NO.7所示;本发明专利技术首次发现了花生DELLA蛋白基因家族AhDELLA3和AhDELLA4及其编码基因,通过分析AhDELLA3和AhDELLA4基因在花生不同组织中的表达变化,发现AhDELLA3和AhDELLA4基因在花生荚果发育过程中起到重要的作用;为阐明DELLA基因家族调控花生生长发育的分子机理提供了重要的理论依据,并且在花生新品种培育方面具有重要指导意义,为利用转基因技术创新作物新种质奠定了基础。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及花生DELLA基因家族及其编码基因与应用,特别涉及花生DELLA基因 家族的克隆、表达分析、功能鉴定及其应用,属于分子生物学
技术介绍
赤霉素(gibberellins,简称GAs)作为一种植物激素,在植物的整个生长发育过 程中起着非常重要的调控作用。例如:促进种子萌发、促进茎的伸长和叶的生长、诱导开花 及种子和果实生长等多种生理功能。DELLA蛋白是赤霉素信号通路中的抑制因子(参见Fleetetal.CurrentOpinion inPlantBiology, 877-85, 2005)。赤霉素信号传递途径主要是通过解除DELLA蛋白的 抑制作用来实现的。受体GID1接收到GA信号后与DELLA蛋白形成GA-GIDI-DELLA复 合体,随后被SCF蛋白复合体中的SLYl识别并通过泛素蛋白酶途径降解,DELLA蛋白对 植物生长的抑制作用随即解除,从而调节下游基因的表达(参见Riehardsetal.Plant MolBiol,5267-88, 2001;Nakajimaetal.PlantJournal, 46880-889, 2006;ffilligeet al.ThePlantCell, 191209-1220, 2007)。 DELLA蛋白属于植物GRAS蛋白家族。拟南芥的GAI(GAInsensitive)、 RGA(Repressorofgal_3)和RGL(RGAlike)、水稻的SLRl(SlenderRice1)、小麦 的RhtBl/RhtDl(Reducedheight)、大麦的SLNl(SlenderI)等都是DELLA蛋白,它们 在序列上高度保守(参见Vandenbusscheetal.BMCPlantBiol, 765, 2007)。DELLA 蛋白的N端具有保守的DELLA结构域(包括DELLA和VHYNP两个酸性基序),是与受 体GIDl蛋白的结合结构域,对响应GA信号的DELLA蛋白降解具有重要作用。C端具 有保守的GRAS结构域,是DELLA蛋白的功能结构域,在调控DELLA蛋白活性方面起作 用。DELLA结构域的缺失将使DELLA蛋白不能被降解,而使植物表现出类似于GA缺 陷型突变体gal-3的表型,而它们在GRAS功能结构域中的缺失突变会造成植株徒长 的表型(参见Dilletal.PNAS, 98 (24) 14162-14167, 2001;Chandleretal.Plant Physiology, 129181-190, 2002;Wenetal.ThePlantCell, 1487-100, 2002)〇 水稻和大麦中只有一个DELLA蛋白,能够抑制几乎所有GA控制的生长发育过程。 而拟南芥中有五个0£〇^蛋白,包括641、1^^、1?11、1?12和1?13,它们的功能既相互重叠又 各有不同(参见Chengetal.Development, 1311055-1064, 2004)。例如RGA、GAI和RGLl都 具有抑制茎伸长的作用(参见Dilletal.Genetics, 159777-785, 2001;Wenetal.Plant Cell, 1487-100, 2002) ;RGA、RGLl和RGL2都具有抑制成花和种子形成的作用(参见 Ueguchi-Tanakaetal.AnnuRevPlantBiol,58183-198,2007) ;RGA、GAI、RGL2和RGL3在 种子萌发中具有抑制作用(参见Pengetal.CurrOpinPlantBiol, 5376 ?381,2002;Cao etal.Planta,223:105 ?113,2005;Ariizumietal.PlantCell, 19:791 ?804,2007)〇 DELLA蛋白除了对植物生长发育具有抑制作用外,还有其他重要功能。DELLA蛋 白在调控果实发育方面有重要作用。例如番茄中S1DELLA基因的沉默导致未受精的情况 下发生单性结实,推测DELLA的表达很可能是受精前子房发育暂停的原因(参见Cristina etal.ThePlantJournal, 52865 - 876, 2007)。DELLA蛋白在多种植物激素信号和环境 信号的传递途径中也具有调节作用(参见Achardetal.Science, 311:91?94,2006)。 例如,光通过降低GA的生物合成水平促进DELLA蛋白的积累,抑制PIF3转录因子与它 的靶基因启动子结合,使拟南芥下胚轴伸长受到抑制。而黑暗下相反,DELLA蛋白的降 解促进下胚轴伸长(参见Fengetal.Nature, 451475-478, 2008;Achardetal.Plant Physiology,1431163-1172, 2007)。DELLA蛋白还在植物耐逆境胁迫方面起作用。通过研宄 拟南芥在植物激素处理条件下和逆境胁迫下的DELLA蛋白变化,结果表明DELLA蛋白对植 物生长的抑制是有益的,它能够依据外界的变化,实时地调控植物生长,从而提高植物的抗 逆性(Achardetal.PlantPhysiol, 1431163-1172, 2007)。由此可见,DELLA蛋白在植物 整个的生长发育过程中发挥着至关重要的作用。 花生是我国重要的油料作物之一,我国花生总产占全国油料作物总产量的1/2。然 而,我国花生产业仍面临着十分严峻的问题,花生产量和胁迫抗性的进一步提高仍然是我 国花生品种培育的最重要课题。加大生物技术在种质创新和品种培育中的力度是实现我 国花生品种改良新飞跃的关键。然而,由于对花生重要农艺性状形成的分子机理知之甚少, 花生的分子生物学研宄也远落后于其他农作物。鉴定花生中的DELLA基因家族,研宄不同 DELLA蛋白在花生生长发育和抵御胁迫中的作用机理,对阐明决定花生高产、抗逆性状的分 子基础具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足,提供花生DELLA蛋白基因家族及其编码基因与应 用。 一种花生AhDELLA3蛋白,氨基酸序列如SEQIDNO. 5所示。 编码花生AhDELLA3蛋白的基因,核苷酸序列如SEQIDNO. 6所示。 一种重组载体,插入了核苷酸序列如SEQ ID NO. 6所示的编码花生AhDELLA3蛋白 的基因。该重组载体可通过购买市售的载体,经过常规手段,将目的基因SEQ ID NO. 6导入 载体,即可获得含有SEQ ID NO. 6所示核苷酸序列的重组载体。 一种重组细胞,含有上述编码花生AhDELLA3蛋白的基因或者上述重组载体。 上述编码花生AhDELLA3蛋白的基因、重组载体和/或重组细胞在改良花生或其他 经济作物抗逆中的应用。 一种花生AhDELLA4蛋白,氨基酸序列如SEQ ID NO. 7所示。 编码花生AhDELLA4蛋白的基因,核苷酸序列如SEQ ID NO. 8所示。 一种重组载体,插入了核苷酸序列如SEQ ID NO. 8所示的编码花生AhDELLA4蛋白 的基因。该重组载体可通过购买市售的载体,经过常规手段,将目的基因SEQ ID NO. 8导入 载体,即可获得含有SEQ ID NO. 8所示核苷本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种花生AhDELLA3蛋白,氨基酸序列如SEQ ID NO.5所示。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员:侯蕾,王兴军,赵传志,夏晗,赵术珍,李长生,李膨呈,李爱芹,薛月寒,
申请(专利权)人:山东省农业科学院生物技术研究中心,
类型:发明
国别省市:山东;37
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