大豆磷酸酶GmWIN2及其编码基因在调控植物种子产量中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种大豆磷酸酶GmWIN2及其编码基因在调控植物种子产量中的应用。本发明专利技术所提供的应用具体为由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质(即GmWIN2)在如下a1)或a2)中的应用：a1)提高植物的种子产量；a2)选育种子产量提高的植物品种。本发明专利技术的实验证明，大豆蛋白GmWIN2及其编码基因与植物种子重量相关，过表达后提高植物种子产量，该基因对提高作物产量、特别是对于提高大豆等植物种子的千粒重/百粒重，培育高产品种具有重要的理论和现实意义。

Application of soybean phosphatase GmWIN2 and its coding gene in regulating plant seed yield

The invention discloses a soybean phosphatase GmWIN2 and the application of the coding gene thereof in regulating the seed yield of plants. Composition of amino acid sequence of application provided by the invention is embodied by a sequence 2 in a sequence table shown in protein (GmWIN2) in the following A1) or A2) application: A1) to improve the seed yield of plant breeding; A2) seed yield improved plant varieties. The experiment of soybean protein GmWIN2 and its encoding gene and plant seed weight, improve seed yield per plant over expression, the gene to improve crop yield, especially for improving soybean seed plant grain weight / 100 grain weight, the cultivation of high product has important theoretical and practical significance.

【技术实现步骤摘要】
大豆磷酸酶GmWIN2及其编码基因在调控植物种子产量中的应用
本专利技术属于分子生物学领域，涉及一种大豆磷酸酶GmWIN2及其编码基因在调控植物种子产量中的应用。
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)是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，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(http://www.soybase.org/)。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。野生大豆的百粒重范围为0.76–6.0克，主要的优势型为1.0-2.0克，而栽培大豆的百粒重一般为15-22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。近年来，在水稻和其它作物中克隆了一些与粒重相关的基因。本专利申请人在研究水稻乙烯突变体过程中发现转录因子OsElL1参与千粒重调控，其失活突变体eil1千粒重明显低于对照，而其过表达植株的千粒重明显大于对照。但是大豆中与种子粒重相关基因的研究尚显滞后。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种大豆磷酸酶GmWIN2及其编码基因调控植物种子产量中的应用。本专利技术所提供的应用，具体为如下A或B或C：A.蛋白质在如下a1)或a2)中的应用：a1)提高植物的种子产量；a2)选育种子产量提高的植物品种；所述蛋白质为如下(1)或(2)：(1)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质(即GmWIN2蛋白)；(2)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/或添加且与植物的种子产量相关的由(1)衍生的蛋白质。B.蛋白质的编码基因在如下a1)或a2)中的应用：a1)提高植物的种子产量；a2)选育种子产量提高的植物品种；所述蛋白质为如下(1)或(2)：(1)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质(即GmWIN2蛋白)；(2)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/或添加且与植物的种子产量相关的由(1)衍生的蛋白质。C.含有蛋白质的编码基因的重组载体、表达盒或重组菌在如下a1)或a2)中的应用：a1)提高植物的种子产量；a2)选育种子产量提高的植物品种；所述蛋白质为如下(1)或(2)：(1)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质(即GmWIN2蛋白)；(2)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/或添加且与植物的种子产量相关的由(1)衍生的蛋白质。所述表达盒由能够启动所述基因表达的启动子，所述基因，以及转录终止序列组成。在本专利技术中，以上a2)中的所述选育种子产量提高的植物品种的方法，具体可包括将所述蛋白质(即GmWIN2蛋白)的编码基因GmWIN2表达量较高的植株作为亲本进行杂交的步骤。本专利技术的另一个目的是提供一种培育种子产量提高的转基因植物的方法。本专利技术所提供的培育种子产量提高的转基因植物的方法，具体可包括如下步骤：向受体植物中导入蛋白质的编码基因，得到转基因植物；所述转基因植物与所述受体植物相比种子产量提高；所述蛋白质为如下(1)或(2)：(1)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质(即GmWIN2蛋白)；(2)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/或添加且与植物的种子产量相关的由(1)衍生的蛋白质。在上述应用或方法中，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。在本专利技术中，所述种子产量体现为种子粒重。所述种子粒重为种子的千粒重或百粒重。相应的，所述种子产量提高具体体现为所述种子粒重(如千粒重或百粒重)提高。在上述应用或方法中，所述蛋白质的编码基因是如下1)至3)中任一所述的DNA分子：1)序列表中序列1所示的DNA分子(即GmWIN2基因)；2)在严格条件下与1)所限定的DNA分子杂交且编码由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质的DNA分子；3)与1)或2)所限定的DNA分子至少具有70％、至少具有75％、至少具有80％、至少具有85％、至少具有90％、至少具有95％、至少具有96％、至少具有97％、至少具有98％或至少具有99％同源性且编码由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质的DNA分子。所述严格条件可为如下：50℃，在7％十二烷基硫酸钠(SDS)、0.5MNaPO4和1mMEDTA的混合溶液中杂交，在50℃，2×SSC，0.1％SDS中漂洗；还可为：50℃，在7％SDS、0.5MNaPO4和1mMEDTA的混合溶液中杂交，在50℃，1×SSC，0.1％SDS中漂洗；还可为：50℃，在7％SDS、0.5MNaPO4和1mMEDTA的混合溶液中杂交，在50℃，0.5×SSC，0.1％SDS中漂洗；还可为：50℃，在7％SDS、0.5MNaPO4和1mMEDTA的混合溶液中杂交，在50℃，0.1×SSC，0.1％SDS中漂洗；还可为：50℃，在7％SDS、0.5MNaPO4和1mMEDTA的混合溶液中杂交，在65℃，0.1×SSC，0.1％SDS中漂洗；也可为：在6×SSC，0.5％SDS的溶液中，在65℃下杂交，然后用2×SSC，0.1％SDS和1×SSC，0.1％SDS各洗膜一次。其中，序列1由1017个核苷酸组成，为所述GmWIN2基因的ORF；序列1编码序列表中序列2所示的GmWIN2蛋白，序列2由338个氨基酸残基组成。在所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
蛋白质在如下a1)或a2)中的应用：a1)提高植物的种子产量；a2)选育种子产量提高的植物品种；所述蛋白质为如下(1)或(2)：(1)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(2)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/或添加且与植物的种子产量相关的由(1)衍生的蛋白质。

【技术特征摘要】
1.蛋白质在如下a1)或a2)中的应用：a1)提高植物的种子产量；a2)选育种子产量提高的植物品种；所述蛋白质为如下(1)或(2)：(1)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(2)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/或添加且与植物的种子产量相关的由(1)衍生的蛋白质。2.蛋白质的编码基因在如下a1)或a2)中的应用：a1)提高植物的种子产量；a2)选育种子产量提高的植物品种；所述蛋白质为如下(1)或(2)：(1)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(2)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/或添加且与植物的种子产量相关的由(1)衍生的蛋白质。3.含有蛋白质的编码基因的重组载体、表达盒或重组菌在如下a1)或a2)中的应用：a1)提高植物的种子产量；a2)选育种子产量提高的植物品种；所述蛋白质为如下(1)或(2)：(1)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(2)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/或添加且与植物的种子产量相关的由(1)衍生的蛋白质。4.培育种子产量提高的转基因植物的方法，包括如下步骤：向受体植物中导入蛋白质的编码基因，得到转基因植物；所述转基因植物与所述受体植物相比种子产量提高；所述蛋白质为如下(1)或(2)：(1)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(2)...

【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