花期调控基因和相关载体及其应用制造技术

本发明专利技术公开了分离的多核苷酸和多肽、和用于调控植物抽穗期或开花期的重组DNA构建体，也包含含有这些重组DNA构建体的组合物（例如植物或种子），和利用这些重组DNA构建体的方法。重组DNA构建体包含一个多核苷酸和与之可操作连接的植物中有功能的启动子，其中所述多核苷酸编码花期调控基因。

Flowering regulation genes and related vectors and their applications

The present invention discloses isolated polynucleotides and polypeptides, and the recombinant DNA plants for heading or flowering control constructs, also contains compositions containing the recombinant DNA constructs (such as plants or seeds), and the use of these recombinant DNA constructs. The recombinant DNA construct contains a polynucleotide and a functional promoter in the plant that can be operatively connected, in which the polynucleotide encodes flowering regulating genes.

【技术实现步骤摘要】
花期调控基因和相关载体及其应用
本
涉及植物育种和遗传学，特别是涉及用于调控植物开花期和/或抽穗期的重组DNA构建体和调控植物开花期和/或抽穗期的方法。专利技术背景植物的生长周期通常包括营养生长期和生殖生长期，从营养生长到生殖生长的转变受到多种开花信号的影响，而开花信号受到诸如基因型的遗传因子和诸如光周期和光强度的环境因子等多种因素的影响(Dung等，TheoreticalandAppliedGenetics,97：714-720(1998))。开花期或抽穗期是重要的农业性状，是植物分布和地域适应性的重要决定因素。大部分被子植物品种响应诸如日照长度和温度等环境刺激和包括发育时期在内的内部信号的诱导开花。从遗传的角度来看，植物中存在两种表型变化，控制营养生长和成花生长。第一种遗传改变包括从营养到成花状态的转换，如果这种遗传改变不能正常发挥作用，那么将不会出现开花；第二个遗传事件是形成花。植物器官的顺序发育的观察表明存在一个遗传机制调控一系列基因依次被的开启和关闭。两个远亲双子叶植物拟南芥和金鱼草属植物研究，鉴定了三类同源异型基因，单独或联合决定花器官特征(Bowman等,Development，112：1(1991)；Carpenter和Coen，GenesDevl.，4：1483(1990)；Schwarz-Sommer等，Science，250：931(1990))，其中的一些基因是转录因子，其保守DNA结合结构域被指定为MADS盒(Schwarz-Sommer等，supra)。控制花分生组织特征的早期活性基因也被分析确定。在拟南芥和金鱼草属植物中，花分生组织源于花序分生组织。控制分生组织细胞发育成花的两个因子是已知的，拟南芥中为LEAFY基因的产物(Weige等，Cell69：843(1992))和APETALA1基因的产物(Mandel等，Nature360：273(1992))。当其中任何一个基因被突变失活时，花或花序的结构特征发生改变(Weigel，etal.，supra；Irish和Sussex，PlantCell,2：741(1990))。在金鱼草属植物中，与拟南芥LEAFY基因同源的基因为FLORICAULA(Coen等，Cell，63：1311(1990))和APETALA1基因的同源基因SQUAMOSA(Huijser等，EMBOJ.，11：1239(1992))。后两个因子包含MADS盒结构域。有效的开花在植物中是很重要的，尤其是当预期的产品是花或由此产生的种子时。促进或延缓开花的起始对农民或种子生产者是有用的，理解影响开花的遗传机制为改变目标植物开花特征提供了方法。多种植物中开花对作物生产非常重要，基本上所有农作物都是种子长成的，谷物是重要的例子，水稻和玉米是温带气候区最重要农艺作物，小麦、大麦、燕麦和黑麦是温带气候区的重要农作物。重要的种子产品是含油种子芸苔、加拿大油菜、糖用甜菜、玉米、向日葵、大豆和高粱。控制开花时间在园艺中很重要，开花时间可以控制的园艺作物包括莴苣、菊苣和包括卷心菜、花椰菜和菜花的蔬菜芸苔，和康乃馨和天竺葵。专利技术概述一方面，本专利技术包括一个分离的调控植物开花时间的多核苷酸，其包括：(a)一种多核苷酸，其核苷酸序列与SEQIDNO：2和5的序列一致性至少为85％；(b)一种多核苷酸，其核苷酸序列与SEQIDNO：3和6的序列一致性至少为85％；(c)一种多核苷酸，其编码的多肽的氨基酸序列与SEQIDNO：4或7的序列一致性至少为90％；或(d)(a)、(b)或(c)核苷酸序列的全长互补序列，其中在植物中，过量表达所述的多核苷酸促进营养生长向生殖生长的转变，降低所述多核苷酸的表达量延长营养生长向生殖生长的转变时间。核苷酸序列包括其包括SEQIDNO：2、SEQIDNO：3、SEQIDNO：5或SEQIDNO：6的核苷酸序列。多肽的氨基酸序列包括SEQIDNO：4或SEQIDNO：7。另一方面，本专利技术包括重组DNA构建体，其包含分离的多核苷酸和与之可操作连接的至少一个调控序列，其中所述多核苷酸包含(a)一种多核苷酸，其核苷酸序列与SEQIDNO：2、3、5或6一致性至少为85％；(b)一种多核苷酸，其编码的多肽的氨基酸序列与SEQIDNO：4或7的序列一致性至少为90％；或(c)(a)或(b)核酸序列的全长互补序列；至少一个调控序列是植物中有功能的启动子。另一方面，本专利技术包括含有重组DNA构建体的植物或种子，其中所述重组DNA构建体包含一个多核苷酸序列和与之可操作连接的至少一个调控序列，所述多核苷酸包含(a)一种多核苷酸，其核苷酸序列与SEQIDNO：2、3、5或6的序列一致性至少为85％；(b)一种多核苷酸，其编码的多肽的氨基酸序列与SEQIDNO：4或7的序列一致性至少为90％；或者(c)(a)或(b)核苷酸序列的全长互补序列。另一方面，本专利技术包含在其基因组中含有重组DNA构建体的植物，所述重组DNA构建体包含一个多核苷酸和与之相连的可操作连接的至少一个调控元件，其中，所述多核苷酸包含(a)一种多核苷酸，其核苷酸序列与SEQIDNO：2、3、5或6的序列一致性至少为85％；(b)一种多核苷酸，其编码的多肽的氨基酸序列与SEQIDNO：4或7的序列一致性至少为90％；或者(c)(a)或(b)核苷酸序列的全长互补序列，其中与对照植物相比，所述转基因植物显示改变的开花时间，在所述植物中过量表达所述多核苷酸促进营养生长向生殖生长的转变，降低所述多核苷酸的表达延长营养生长向生殖生长的转变时间。另一方面，本专利技术包括本专利技术公开的任意植物，其中植物选自水稻、玉米、大豆、向日葵、高粱、油菜、小麦、苜蓿、棉花、大麦、栗、甘蔗和柳枝稷。另一方面，本专利技术还公开了调控植物开花时间的方法，其包含：(a)将重组DNA构建体转入可再生植物细胞，所述重组DNA构建体包含与至少一个调控序列可操作连接的多核苷酸，其中所述多核苷酸编码的多肽的氨基酸序列与SEQIDNO：4或7相比序列一致性至少为80％；(b)由步骤(a)后的可再生细胞再生转基因植物，其中转基因植物在其基因组中包含重组DNA构建体；和(c)由步骤(b)的转基因植物获得子代植物，其中所述子代植物在其基因组中包含重组DNA构建体；与不含有重组DNA构建体的对照植物相比，所述子代植物显示改变的开花时间。在所述植物中，过量表达所述多核苷酸促进植物营养生长向生殖生长的转变；降低所述多核苷酸的表达延长营养生长向生殖生长转变的时间。另一方面，本专利技术涉及一个重组DNA构建体，其包含本专利技术中任意分离的多聚核苷酸，并与至少一个调控序列可操作连接；以及包含重组DNA构建体的细胞、植物和种子。所述细胞包括真核细胞，如酵母、昆虫或植物细胞；或原核细胞，如细菌。附图简述和序列表根据以下的专利技术详述和附图以及序列表，可更全面地理解本专利技术，以下的专利技术详述和附图以及序列表形成本申请的一部分。图1为实时PCR分析测定的不同转基因株系叶片中OsMBD1基因的相对表达水平。ZH11-TC叶片中基因的表达水平设置为1.00，每个转基因株系表达量柱上面的数字表示与ZH11-TC相比的变化倍数。ZH11-TC为组织培养获得的ZH11，ZH11-WT是野生型中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分离的多核苷酸包括：(a)一种多核苷酸，其核苷酸序列与SEQ ID NO：2和5的序列一致性至少为85％；(b)一种多核苷酸，其核苷酸序列与SEQ ID NO：3和6的序列一致性至少为85％；(c)一种多核苷酸，其编码的多肽的氨基酸序列与SEQ ID NO：4或7的序列一致性至少为90％；或(d)(a)、(b)或(c)核苷酸序列的全长互补序列，其中在植物中，改变所述多核苷酸的表达量能够调控营养生长到生殖生长的转变时间。

【技术特征摘要】
1.一种分离的多核苷酸包括：(a)一种多核苷酸，其核苷酸序列与SEQIDNO：2和5的序列一致性至少为85％；(b)一种多核苷酸，其核苷酸序列与SEQIDNO：3和6的序列一致性至少为85％；(c)一种多核苷酸，其编码的多肽的氨基酸序列与SEQIDNO：4或7的序列一致性至少为90％；或(d)(a)、(b)或(c)核苷酸序列的全长互补序列，其中在植物中，改变所述多核苷酸的表达量能够调控营养生长到生殖生长的转变时间。2.权利要求1分离的多核苷酸，其包括SEQIDNO：2、SEQIDNO：3、SEQIDNO：5或SEQIDNO：6的核苷酸序列。3.权利要求1分离的多核苷酸，其中，所述分离的多核苷酸编码的多肽包括SEQIDNO：4或SEQIDNO：7的氨基酸序列。4.权利要求1-3中任意一项分离的多核苷酸，所述多核苷酸，源自于水稻(Oryzasativa)、野生稻(Oryzaaustraliensis)、短舌野生稻(Oryzabarthii)、非洲型稻(Oryzaglaberrima)、阔叶稻(Oryzalatifolia)、长雄野生稻(Oryzalongistaminata)、南方野生稻(Oryzameridionalis)、药用野生稻(Oryzaofficinalis)、斑点野生稻(Oryzapunctata)、普通野生稻(红稻，Oryzarufipogon)、印度野生稻(Oryzanivara)、拟南芥(Arabidopsisthaliana)、鹰嘴豆(Cicerarietinum)、马铃薯(Solanumtuberosum)、甘蓝(Brassicaoleracea)、玉米(Zeamays)、大豆(Glycinemax)、烟豆(Glycinetabacina)、野大豆(Glycinesoja)和短绒野大豆(Glycinetomentella)。5.权利要求1-3任意一项分离的多核苷酸，其中在植物中，过量表达所述多核苷酸促进营养生长向生殖生长的转变。6.权利要求1-3任意一项分离的多核苷酸，其中降低所述多核苷酸在植物中的表达水平延长营养生长到生殖生长的转变时间。7.一种重组载体，其包含权利要求1-4任一项多核苷酸8.一种重组DNA构建体，其包含权利要求1-4任一项分离的核苷酸和与之可操作连接的至少一个异源调控序列。9.一种重组DNA构建体，其包含一个分离的多核苷酸和与之可操作连接的至少一个异源调控序列，其中所述多核苷酸编码一个MBD1或USP1多肽。10.一种转基因植物、植物细胞、或种子，其包含一个重组DNA构建体，其中所述重组DNA构建体包含权利要求1-4任意一项多核苷酸和与之相连的至少一个异源调控序列。11.一种转基因植物或植物细胞，在其基因组中包含重组DNA构建体，所述重组DNA构建体包含权利要求1-4任意一项多核苷酸和与之相连的至少一个异源调控序列，其中当与对照植物相比，所述植物显示改变的开花性状。12.权利要求11的转基因植物或植物细胞，其中与对照植物相比，过量表达多核苷酸促进所述植物提早开花。13.权利要求11的转基因植物或植物细胞，其中与对照植物相比，减少多核苷酸的表达水平推迟所述植物的开花时间14.权利要求10-13的转基因植物，其中所述植物选自水稻、玉米、大豆、向日葵、高粱、油菜、小麦、苜蓿...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈光武，梁尚武，吕贵华，毛冠凡，宋超，谭旭光，王昌贵，
申请(专利权)人：未名生物农业集团有限公司，先锋海外公司，
类型：发明
国别省市：北京,11