大豆转录因子GmbZIP336及其编码基因在调控种子粒重中的应用制造技术

本发明专利技术公开了大豆转录因子GmbZIP336及其编码基因在调控种子粒重中的应用。本发明专利技术将GmbZIP336基因转入野生型拟南芥中得到的转基因拟南芥籽粒的千粒重显著高于野生型拟南芥，表明GmbZIP336蛋白对种子粒重呈正调控作用，其编码基因GmbZIP336的过量表达，可提高转基因植株种子重量，并且其在提高转基因植株种子重量的同时，不影响植株的正常生长。通过实验证明：本发明专利技术提供的GmbZIP336蛋白可作为提高植物种子产量的目的基因，在植物育种方面具有重要应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种大豆转录因子GmbZIP336及其编码基因在调控种子粒重中的应用，属于生物

技术介绍
大豆是重要传统作物，蕴含丰富营养价值，是提供粮油和饲料的重要经济作物，在工业生产中大豆油也有很多用途，例如生物燃料，表面活性剂，软化剂等。中国曾是世界最大的大豆生产国，然而，近年来，我国大豆生产只占需求的三分之一，致使中国成为全球最大的大豆进口国，进口总额为全球大豆总出口量的一半。大豆生产远远落后于国内其他粮食作物发展的步伐，不能满足国民需要。近50年来，大豆生产仅增长了62％，而其他粮食作物已增长了5倍以上。因此提高大豆单产已成为目前亟待解决的问题。种子的重量(粒重)在作物生产中的一个重要指标，是影响作物产量的重要农艺性状之一。植物可以通过增加种子粒重来达到增产的目的。千粒重是以克表示的一千粒种子的重量，它是体现种子大小与饱满程度的一项指标，是检验种子质量和作物考种的内容，也是田间预测产量时的重要依据。一般测定小粒种子千粒重时是随机数出三个一千粒种子，分别称重，求其平均值。大粒种子可取三个一百粒分别称重，取其平均值，称百粒重。一般认为，种子粒重是数量性状，由多个基因决定。大豆产量由株型、结荚率、荚粒数、种子百粒重等因素组成,其中粒重是遗传力最高的因素。粒重对产量的影响不限于豆科植物，对其它单双子叶植物也是产量潜力的重要因素，因此成为作物品种选育过程中要考虑的重要选择性状。已有的研究表明，种子粒重受栽培环境和遗传的影响。在正常的栽培条件下，遗传，也即相关基因起重要作用。因此与千粒重相关的分子机制的研究成为热点。在水稻、小麦、玉米、谷子、大豆等作物中，应用重组自交系群体，在基因组上已经定位和精细定位了与种子重量相关的QTL位点，包括主效基因位点。近年来，国内外报道了一些对大豆百粒重的QTL的定位。SoyBase数据库公布已经定位了近100个QTL位点。大豆起源于我国。种子重量和形状是野生大豆进化栽培大豆的过程中，受到驯化的主要形状之一。野生大豆的百粒重仅2克，而栽培大豆的百粒重约15克，呈显著差异。已有的研究表明，大豆种子大小和形状是稳定遗传且相互独立的性状。大豆种子大小和形状与百粒重相关，然而，对于产量相关的种子性状描述，还是以种子粒重，百粒重/千粒重，最为贴切。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是如何调控植物种子的粒重。为解决上述技术问题，本专利技术首先提供了GmbZIP336蛋白的用途。本专利技术提供了GmbZIP336蛋白在调控植物种子粒重中的应用。本专利技术所提供的GmbZIP336蛋白在调控植物种子粒重中的应用中，所述GmbZIP336蛋白为a)或b)或c)：a)氨基酸序列是SEQ ID No.2所示的蛋白质；b)在SEQ ID No.2所示的蛋白质的N端和/或C端连接标签得到的融合蛋白质；c)将SEQ ID No.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/或添加得到的与植物种子粒重调控相关的蛋白质。其中，SEQ ID No.2由336个氨基酸残基组成。为了使a)中的蛋白质便于纯化，可在SEQ ID No.2所示的蛋白质的氨基末端或羧基末端连接上如表1所示的标签。表1、标签的序列标签残基序列Poly-Arg5-6(通常为5个)RRRRRPoly-His2-10(通常为6个)HHHHHHFLAG8DYKDDDDKStrep-tag II8WSHPQFEKc-myc10EQKLISEEDL上述c)中的蛋白质中，所述一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加为不超过10个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加。上述c)中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。上述c)中的蛋白质的编码基因可通过将SEQ ID No.1所示的DNA序列中缺失一个或几个氨基酸残基的密码子，和/或进行一个或几个碱基对的错义突变，和/或在其5′端和/或3′端连上表1所示的标签的编码序列得到。为解决上述技术问题，本专利技术还提供了与上述GmbZIP336蛋白相关的生物材料的用途。本专利技术提供了与上述GmbZIP336蛋白相关的生物材料在调控植物种子粒重中的应用。本专利技术所提供的与上述GmbZIP336蛋白相关的生物材料在调控植物种子粒重中的应用中；所述与上述GmbZIP336蛋白相关的生物材料，为下述A1)至A20)中的任一种：A1)编码上述GmbZIP336蛋白的核酸分子；A2)含有A1)所述核酸分子的表达盒；A3)含有A1)所述核酸分子的重组载体；A4)含有A2)所述表达盒的重组载体；A5)含有A1)所述核酸分子的重组微生物；A6)含有A2)所述表达盒的重组微生物；A7)含有A3)所述重组载体的重组微生物；A8)含有A4)所述重组载体的重组微生物；A9)含有A1)所述核酸分子的转基因植物细胞系；A10)含有A2)所述表达盒的转基因植物细胞系；A11)含有A3)所述重组载体的转基因植物细胞系；A12)含有A4)所述重组载体的转基因植物细胞系；A13)含有A1)所述核酸分子的转基因植物组织；A14)含有A2)所述表达盒的转基因植物组织；A15)含有A3)所述重组载体的转基因植物组织；A16)含有A4)所述重组载体的转基因植物组织；A17)含有A1)所述核酸分子的转基因植物器官；A18)含有A2)所述表达盒的转基因植物器官；A19)含有A3)所述重组载体的转基因植物器官；A20)含有A4)所述重组载体的转基因植物器官。上述应用中，A1)所述核酸分子为如下1)或2)或3)所示的基因：1)其编码序列是SEQ ID No.1的cDNA分子或DNA分子；2)与1)限定的核苷酸序列具有75％或75％以上同一性，且编码上述GmbZIP336蛋白的cDNA分子或基因组DNA分子；3)在严格条件下与1)或2)限定的核苷酸序列杂交，且编码上述GmbZIP336蛋白的cDNA分子或基因组DNA分子。其中，所述核酸分子可以是DNA，如cDNA、基因组DNA或重组DNA；所述核酸分子也可以是RNA，如mRNA或hnRNA等。其中，SEQ ID No.1由1011个核苷酸组成，编码SEQ ID No.2所示的氨基酸序列。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GmbZIP336的核苷酸序列进行突变。那些经过人工修饰的，具有与本专利技术分离得到的GmbZIP336的核苷酸序列75％或者更高同一性的核苷酸，只要编码GmbZIP336蛋白且具有GmbZIP336蛋白的功能，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SEQ ID No.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6本文档来自技高网...

【技术保护点】
GmbZIP336蛋白在调控植物种子粒重中的应用；所述GmbZIP336蛋白为a)或b)或c)：a)氨基酸序列是SEQ ID No.2所示的蛋白质；b)在SEQ ID No.2所示的蛋白质的N端和/或C端连接标签得到的融合蛋白质；c)将SEQ ID No.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/或添加得到的与植物种子粒重调控相关的蛋白质。

【技术特征摘要】
1.GmbZIP336蛋白在调控植物种子粒重中的应用；所述GmbZIP336蛋白为a)或b)或c)：a)氨基酸序列是SEQ ID No.2所示的蛋白质；b)在SEQ ID No.2所示的蛋白质的N端和/或C端连接标签得到的融合蛋白质；c)将SEQ ID No.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/或添加得到的与植物种子粒重调控相关的蛋白质。2.与权利要求1所述GmbZIP336蛋白相关的生物材料在调控植物种子粒重中的应用；所述与权利要求1所述GmbZIP336蛋白相关的生物材料，为下述A1)至A20)中的任一种：A1)编码权利要求1所述GmbZIP336蛋白的核酸分子；A2)含有A1)所述核酸分子的表达盒；A3)含有A1)所述核酸分子的重组载体；A4)含有A2)所述表达盒的重组载体；A5)含有A1)所述核酸分子的重组微生物；A6)含有A2)所述表达盒的重组微生物；A7)含有A3)所述重组载体的重组微生物；A8)含有A4)所述重组载体的重组微生物；A9)含有A1)所述核酸分子的转基因植物细胞系；A10)含有A2)所述表达盒的转基因植物细胞系；A11)含有A3)所述重组载体的转基因植物细胞系；A12)含有A4)所述重组载体的转基因植物细胞系；A13)含有A1)所述核酸分子的转基因植物组织；A14)含有A2)所述表达盒的转基因植物组织；A15)含有A3)所述重组载体的转基因植物组织；A16)含有A4)所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张劲松，陈受宜，陆翔，马彪，张万科，林晴，何锶洁，
申请(专利权)人：中国科学院遗传与发育生物学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11