一种生长素调控蛋白、编码基因及应用制造技术

本发明专利技术涉及一种生长素调控蛋白、编码基因及应用。该生长素调控蛋白，是如下a)或b)的蛋白：a)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；b)在序列表中序列2的氨基酸序列经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸且与生长素调控相关的由a)衍生的蛋白质。本发明专利技术还公开了该生长素调控蛋白的编码基因。该生长素调控蛋白、编码基因过表达可以导致水稻生长素含量增加，植株变大，生长期变长，该基因的抑制表达降低胞内生长素含量，植株变矮，叶夹角变小，开花提前，说明其参与了植物株型和开花的调控，在植物育种方面具有重要的应用前景。

Growth hormone regulating protein, coding gene and application thereof

The invention relates to an auxin regulating protein, a coding gene and an application thereof. The auxin regulated protein, a) or b) is as follows: a) protein consisting of amino acid sequences by sequence 2 in the sequence table shown in protein; b) in sequence in a sequence table 2 amino acid sequence after substitution and deletion and / or addition of one or several amino acid and auxin related regulation the protein derived from a). The present invention also discloses the coding gene of the auxin regulating protein. The auxin regulated protein, encoding gene expression can lead to an increase in auxin content in rice plant growth, bigger, longer, inhibit the expression of this gene reduced intracellular auxin content, the plant height decreased, leaf angle becomes small, early flowering, indicating its involvement in the regulation of flowering plants and plant type, has important application prospect in plant breeding.

【技术实现步骤摘要】
一种生长素调控蛋白、编码基因及应用
本专利技术涉及植物基因工程领域，更具体的说，涉及一种生长素调控蛋白OsCOLE1、编码基因及应用。
技术介绍
生长素(IAA)作为最重要的植物激素之一，在植物的生长发育过程中发挥着重要作用。生长素转运过程作为生长素相关研究中最热门的组成部分之一，在生长素实现其生理效应的过程中发挥着决定性的作用。相比于在生长素极性运输机理及生理作用研究方面取得的大量成果，生长素在细胞内的转运过程鲜有研究涉及，使得人们对于这一重要的植物生理过程仍知之甚少。生长素最明显的作用是促进生长,但对茎、芽、根生长的促进作用因浓度而异。三者的最适浓度是茎>芽>根,大约分别为每升10-5摩尔、10-8摩尔、10-10摩尔。植物体内吲哚乙酸的运转方向表现明显的极性，主要是由上而下。生长素活化氢离子泵，降低质膜外的pH值，还大大提高细胞壁的弹性和可塑性，从而使细胞壁变松，并提高吸水力。生长素还有促进愈伤组织形成和诱导生根的作用。在植物体内吲哚乙酸可与其它物质结合而失去活性，可与天冬氨酸结合为吲哚乙酰天冬氨酸，与肌醇结合成吲哚乙酸肌醇，与葡萄糖结合成葡萄糖苷，与蛋白质结合成吲哚乙酸-蛋白质络合物等。结合态吲哚乙酸常可占植物体内吲哚乙酸的50-90％，可能是生长素在植物组织中的一种储藏形式，它们经水解可以产生游离吲哚乙酸。生长素有多方面的生理效应，这与其浓度有关。低浓度时可以促进生长，高浓度时则会抑制生长，甚至使植物死亡。生长素可刺激形成层细胞分裂；促进木质部、韧皮部细胞分化，促进插条发根、调节愈伤组织的形态建成。吲哚乙酸可造成顶端优势，延缓叶片衰老；生长素控制幼苗中胚轴伸长的可逆性红光抑制，当吲哚乙酸转移至枝条下侧即产生枝条的向地性，而吲哚乙酸转移至枝条的背光侧产生枝条的向光性；生长素可以促进开花，诱导单性果实的发育，延迟果实成熟等。生长素极性运输过程的实现，离不开在植物体内存在的多种生长素转运体。这些转运体或通过极性定位分布于细胞膜的顶部或基部，或非极性地分布于细胞膜的两侧，通过介导生长素的单向输入或输出细胞，实现生长素向特定组织器官中的运输。就已有的生长素转运体的研究成果来看，共有3类生长素转运体参与介导了生长素的极性运输过程：PIN-FORMED蛋白质家族转运体(PINs)，ATP结合盒B家族蛋白质转运体(ATP-bindingcassette(ABC)-B)，AUXIN1/LIKE-AUX1蛋白质家族转运体(AUXs/LAXs)，且这3类转运体在双子叶植物拟南芥与单子叶植物水稻中均同源存在。植物体内除了内质网具有调控细胞内生长素动态平衡的作用外，近年来在拟南芥细胞中中，液泡也因被发现其含有大量的生长素代谢产物及具有膜定位的生长素转运体，而被认为同样参与了细胞内的生长素代谢调控过程。被鉴定的定位于液泡膜上的生长素转运体为WALLARETHIN1(AtWAT1)，该蛋白质在二级结构上与AtPIN5具有高度的相似性。生长素转运功能的鉴定表明：AtWAT1可以介导液泡内的IAA转运至细胞质中，但其在细胞内的转运过程可能需要相因的调控体进行调控。此外，该蛋白质在决定植株基部自由IAA含量，细胞壁中次生壁厚度，植株高度及植物的维管束病菌抗性上具有重要作用。AtWAT1的发现，暗示在植物细胞内存在广泛的细胞器参与的细胞内生长素动态平衡调节过程，且该种生长素调控模式可能在进化上要早于存在于细胞与细胞之间的生长素极性运输过程。
技术实现思路
本专利技术涉及到一个调控植物体内IAA含量的蛋白OsCOLE1以及编码该蛋白的基因OsCOLE1，该基因在水稻中的抑制表达导致植物体内的生长素含量降低，植株变矮，叶夹角变小，开花提前，而过表达导致水稻生长素含量增加，生长期延长，叶夹角变大。因此该基因可用于水稻株型及花期的调控。本专利技术所提供的蛋白，名称为OsCOLE1，来源于水稻-日本晴，属于调控蛋白类。本专利技术采用RT-PCR扩增的方法，获得了OsCOLE1基因的CDS序列。其cDNA序列全长为822bp(序列1)，编码产生长度为273氨基酸的蛋白质序列(序列2)。本专利技术把OsCOLE1基因构建到植物表达载体上，启动子为Ubiqutin，分别得到OsCOLE1过表达(图1)及抑制表达RNAi质粒(图2)，将其转化到农杆菌EHA105中，用农杆菌转化水稻并获得了转基因植株。通过对转基因植株与未转基因的野生型植株在正常生长发育条件下的比较，结果表明，OsCOLE1过表达导致水稻生长素含量增加，植株变大，生长期变长。OsCOLE1抑制表达可降低胞内生长素含量，植株变矮，叶夹角变小，开花提前(图3)。进一步分析表明水稻的第一、第二节的长度受到明显影响(图4)。以上结果表明OsCOLE1参与了植物株高、株型和开花的调控。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。附图中：图1为OsCOLE1过表达载体的构建图谱；图2为OsCOLE1RNAi载体的构建图谱；图3为OsCOLE1转基因水稻的表型分析；图4为OsCOLE1转基因水稻第1、2、3、4节长度统计。具体实施方式下面将结合实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例1OsCOLE1基因cDNA的克隆1.1RNA的提取及DNA的去除：1)取约200mg日本晴幼苗为材料，液氮研磨，用Trizol试剂(Invitrogen)提取RNA。2)将RNA溶于85μl水中，加入10×buffer10μl和5μlRQ1RNAFreeDNase(1U/μl)，37℃，15min，以去除DNA的污染。3)加入100μl的酚氯仿抽提一次，取上清，用等体积的异丙醇沉淀RNA，70％的乙醇洗一次，溶于50μl的水中。4)定量RNA的浓度为1μg/μl。1.2逆转录：按照Promega公司的GoScriptTMReverseTranscriptionSystem(PromegaA5000)试剂盒进行，反应程序如下：1)依次加入下列试剂，混匀后进行反应：2)上述反应结束后，加入下列试剂继续进行反应：3)最后加入M-MLV(200U/μl)1μl；42℃，50min；70℃，15min灭活，备用。1.3PCR扩增：1)PCR引物如下：OsCOLE1-OE-F:5’-GTCGACTCTAGAGGATCCACCATGGGCGACGAGAAGTCTCCGC-3’；OsCOLE1-OE-R:5’-ATGGTCTTTGTAGTCGGTACCGCTTCTGCTTGCTCCTGTTCTG-3’。2)扩增条件：把扩增出DNA片段从琼脂糖胶中回收，利用重组系统将PCR产物重组到载体pCAMBIA1303上(BamHⅠ和SacⅠ线性化)，图1为OsCOLE1过表达载体的构建图谱，转化E.coli，酶切鉴定后测序；测序结果表明：得到cDNA为序列1所示的基因，将该基因命名为OsCOLE1，全长822bp，具体序列如下：ATGGGCGACGAGAAGTCTCCGCTGAGCCAGATGGGCAGCCGCGACCGGGACCGGGAGCTCCTCATCCCCGTCTCCGGCGGCGGCTCGGCCCCCGGAGACGGCGACGGGGAC本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生长素调控蛋白，是如下a)或b)的蛋白：a)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；b)在序列表中序列2的氨基酸序列经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸且与生长素调控相关的由a)衍生的蛋白质。

【技术特征摘要】
1.一种生长素调控蛋白，是如下a)或b)的蛋白：a)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；b)在序列表中序列2的氨基酸序列经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸且与生长素调控相关的由a)衍生的蛋白质。2.权利要求1所述生长素调控蛋白的编码基因。3.根据权利要求2所述的编码基因，其特征在于：所述编码基因是如下1)或2)或3)的基因：1)其核苷酸序列是序列表中序列1；2)在严格条件下与序列1限定的DNA片...

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，禹滨，刘飞，赵贵林，张兰，王维部，徐妙云，肖增魁，
申请(专利权)人：深圳市农科集团有限公司，中国农业科学院生物技术研究所，
类型：发明
国别省市：广东,44