一种与植物顶端优势相关的CAD1蛋白及其相关生物材料与应用制造技术

本发明专利技术公开了一种与植物顶端优势相关的CAD1蛋白及其相关生物材料与应用。该蛋白是如下(a)或(b)的蛋白质：(a)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(b)将序列表中序列2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/或添加且能提高植物低氮耐性的蛋白质。本发明专利技术通过实验证明，本发明专利技术提供的蛋白具有增强植物顶端优势，提高植物产量的功能，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生物
，具体涉及一种与植物顶端优势相关的CAD1蛋白及其相关生物材料与应用。
技术介绍
植物在生长过程中，主茎顶端的生长点活动比较活跃，而侧芽的生长发育却受到抑制，而当植物去顶后这种现象又会被解除，这种顶芽抑制侧芽生长发育的现象被称为顶端优势(apicaldominance)。几乎所有的高等植物在生长过程中都有顶端优势，它在植物植株形态建成中起着至关重要的作用，是植物为了适应自然环境、繁衍存活的一种主动适应方式。多年来诸多研究表明，植物顶端优势是受多个基因和多种激素共同调控的复杂的生命现象。顶端优势不仅是植物必需的一种生存机制，其原理的利用在农业和园艺生产中也有着重要意义，合理控制植物的顶端优势可用以有效改善株型和提高产量等。因此，通过对水稻顶端优势的分子机理研究，克隆其调控网络中不同环节上控制植物顶端优势或分蘖生长的关键基因，并通过基因工程等方法应用到实际生产中来，可以有效改良现有水稻品种的株型，提高产量，从而缓解粮食供需矛盾，为解决当前人类所面临的粮食危机提供一个新的突破口。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种蛋白质。本专利技术提供的蛋白质，是如下a)或b)的蛋白质：a)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；b)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/或添加且与植物顶端优势相关的蛋白质。本专利技术提供的所述蛋白质相关的生物材料，为下述B1)至B5)中的任一种：B1)编码上述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、或含有B2)所述表达盒的重组载体；B4)含有B1)所述核酸分子的重组质粒、或含有B2)所述表达盒的重组质粒；B5)含有B1)所述核酸分子的转基因植物细胞系、或含有B2)所述表达盒的转基因植物细胞系、或含有B3)所述重组载体的转基因植物细胞系。上述相关生物材料中，B1)所述核酸分子如序列表中序列1的DNA分子所示。本专利技术的另一个目的是提供上述所述蛋白质或上述所述相关生物材料在增强植物顶端优势中的应用。本专利技术还有一个目的是提供一种构建转基因植物的方法。本专利技术提供的构建转基因植物的方法包括如下步骤：使上述所述蛋白质在出发植物中过表达，转基因植物与出发植物相比，具有如下性状中的至少一种：(1)植物的顶端优势增强；(2)株高增加；(3)分蘖减少；(4)茎秆变粗；(5)株型变紧凑；(6)穗粒数增加。上述方法中，所述使上述所述蛋白质在出发植物中过表达的方法为：向出发植物中导入上述所述蛋白质的编码基因，得到转基因植物；转基因植物与出发植物相比，顶端优势增强。上述方法中，所述蛋白质的编码基因如序列表中序列1的DNA分子所示。本专利技术最后一个目的是提供一种构建转基因植物的方法。本专利技术提供的构建转基因植物的方法包括如下步骤：抑制上述所述蛋白质在出发植物中表达，进而减弱植物的顶端优势。上述方法中，所述抑制上述所述蛋白质在出发植物中表达的方法为：向出发植物中导入干扰载体pTCK303/JL1460-CAD1，得到转基因植物；转基因植物与出发植物相比，顶端优势减弱。上述方法中，所述干扰载体pTCK303/JL1460-CAD1的构建方法：用限制性内切酶SpeI和SacI对DNA片段A和骨架载体pTCK303/JL1460进行双酶切，将DNA片段A连入pTCK303/JL1460载体，得到重组载体甲；用限制性内切酶BamHI和KpnI对DNA片段B和重组载体甲进行双酶切，将DNA片段B连入重组载体甲，得到所述干扰载体pTCK303/JL1460-CAD1。上述方法中，所述DNA片段A的序列如序列表中序列1的第1025至1380位核苷酸所示；DNA片段B的序列如序列表中序列1的第1011至1366位核苷酸所示。上述方法中，所述出发植物为单子叶植物或双子叶植物；所述单子叶植物具体为水稻。本专利技术通过实验证明，本专利技术提供的蛋白具有增强植物顶端优势，提高植物产量的功能，在植物育种方面具有重要应用价值。附图说明图1为YIL55与CAD1突变体的表型比较。图2为CAD1基因的精细定位与候选。图3为过表达转基因株系(pOE6)与空载对照(CL3)的表型比较。图3A过表达转基因株系(pOE6)与空载对照(CL3)的株型比较；图3B过表达转基因株系(pOE6)与空载对照(CL3)的穗型比较；图3C基因在过表达转基因株系(pOE6)与空载对照(CL3)中的表达量比较；图3D过表达转基因株系(pOE6)与空载对照(CL3)在株高、分蘖数、主茎直径、每穗粒数和单株谷粒重的比较。图4为干扰转基因植株与空载对照的植株的表型比较。具体实施方式下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。本专利技术引物合成及测序工作均由北京奥科鼎盛生物科技有限责任公司完成。实验材料：普通野生稻(O.rufipogonGriff.)的渗入系YIL55在文献“TanLB,LiuFX,XueW,WangGJ,YeS,ZhuZF,FuYC,WangXK,SunCQ.DevelopmentofOryzarufipogonandOryzasativaintrogressionlinesandassessmentforyield-relatedquantitativetraitloci.JournalIntegrativePlantBiology,2007,49:871-884”中公开过，公众可以从中国农业大学获得。pTCK303/JL1460载体在文献“WangZ,ChenCG,XuYY,JiangRX,HanY,XuZHandChongK.APracticalVectorforEfficientKnockdownofGeneExpressioninRice(OryzasativaL.).PlantMolecularBiologyReporter,2004，22:409–417.”中公开过，公众可以从中国农业大学获得。pCAMBIA1301-Ubiq载体在文献“YuBS,LinZW，LinHX,LiXJ,LiJY,WangYH,ZhangWX,ZhuZF,ZhaiWX,WangXK,XieDX,SunCQ.TAC1,amajorquantitativetraitlocuscontrolli本文档来自技高网...

【技术保护点】
蛋白质，是如下a)或b)的蛋白质：a)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；b)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/或添加且与植物顶端优势相关的蛋白质。

【技术特征摘要】
1.蛋白质，是如下a)或b)的蛋白质：
a)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；
b)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/或添加且与植物顶端优势相关的蛋白质。
2.与权利要求1所述蛋白质相关的生物材料，为下述B1)至B5)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、或含有B2)所述表达盒的重组载体；
B4)含有B1)所述核酸分子的重组质粒、或含有B2)所述表达盒的重组质粒；
B5)含有B1)所述核酸分子的转基因植物细胞系、或含有B2)所述表达盒的转
基因植物细胞系、或含有B3)所述重组载体的转基因植物细胞系。
3.根据权利要求2所述的相关生物材料，其特征在于：B1)所述核酸分子如序
列表中序列1的DNA分子所示。
4.权利要求1所述蛋白质或权利要求2或3所述相关生物材料在增强植物顶端优
势中的应用。
5.一种构建转基因植物的方法，包括如下步骤：使权利要求1所述蛋白质在出发
植物中过表达，转基因植物与出发植物相比，具有如下性状中的至少一种：
(1)植物的顶端优势增强；
(2)株高增加；
(3)分蘖减少；
(4)茎秆变粗；
(5)株型变紧凑；
(6)穗粒数增加。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述使权利要求1所述蛋白质在出
发植物中过表...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙传清，赵磊，谭禄宾，刘凤霞，孙先友，付永彩，朱作峰，顾凭，才宏伟，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11