本发明专利技术涉及植物生物技术领域。具体涉及一种水稻ＤＮＡ片段（基因）的分离克隆、功能验证和应用。所述的基因ＯｓＹＡＢ１与水稻赤霉素合成有关。将该基因的完整翻译序列（Ｃｏｄｉｎｇ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）与花椰菜花叶病毒启动子（ＣａＭＶ３５Ｓ）结合后直接转入水稻，转基因植株明显比野生型对照植株矮；在外源赤霉素（ＧＡ３）作用下，转基因植株株高可恢复正常，进一步的分析发现，转基因植株内赤霉素氧化酶基因（ＯｓＧＡ３ｏｘ２）的表达受到了抑制，而其它氧化酶基因不受影响。表明ＯｓＹＡＢ１可负调控ＯｓＧＡ３ｏｘ２的表达，并影响植物株高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于植物基因工程
具体涉及一种调控水稻植株赤霉素合成的 DNA片段(基因)的分离克隆、功能验证和应用。
技术介绍
赤霉素(GA)是一类植物生长激素，属于双萜类化合物，能够促进植物的生 长、发芽、开花和结果，因而对植物的生长发育起着至关重要的作用。植物体内的 GA成分有数十种，但具有生物活性的主要有两种，即GA1和GA4，其生物合成是通过 trans-geranylgeranyl diphosphate (GGPP，牦牛儿焦磷酸)途径合成而来(Hedden and Kamiya， Gibberellin biosynthesis :enzymes， genes and their regulation. A皿u RevPlant Physiol Plant Mol Biol. 1997，48 :431-460 ;Heden and Pillips，Gibberellin metabolism :newinsights revealed by the genes. Trends Plant Sci. 2000，5 :523-530)。 具体过程是，在内根-贝壳杉烯合成酶的作用下从牦牛儿焦磷酸(GGPP)首先合成内 根_贝壳杉烯；然后在细胞色素P450催化下，内根_贝壳杉烯转化成GA12醛；最后， GA12醛在双加氧酶的作用下氧化成为具有生物活性的GA。在水稻中，参与GA早期合成 的氧化酶基因(如CPS， KS， K0和KA0)主要由单基因编码，而参与GA后期合成的氧化酶 基因(如GA20ox， GA3ox禾P GA2ox)则由家族基因编码(Satkamoto等，An overview of gibberellinmetabolism enzyme genes and their related mutants in rice.Plant Physiol. 2004， Apr ;134(4) :1642-53)。 已有的研究表明，在水稻株高发育上，GA起到十分重要的作用。目前已有一批 水稻GA缺失突变体被鉴定出来，这些突变体无一类外均表现出矮化的突变表型。水稻中 首先被鉴定出来的GA缺失突变体是D18的缺失突变体，D18编码GA合成中的氧化酶基 因0sGA3ox2， D18功能缺失以后引起水稻半矮突变(Itoh H等，Cloning and functional analysis of gibberellin 3P —hydroxylase genes that are differentlyexpressed during the growth of rice. Proc Natl Acad Sci USA. 2001， 98 :8909—8914)。另夕卜一 个是SDl (Semi-Dwarfl)基因，SDl编码GA合成中的氧化酶基因0sGA20ox2， SDl功能缺失 以后也弓l起水稻半矮突变(Sasaki等A mutant gibberellin-synthesis gene in rice-Nature. 2002,416 :701-702)。此外还有一个半矮基因是D35，编码GA合成中的氧化酶基 因0sK02，其功能缺失突变体也表现为半矮突变(Itoh H等，A rice semi-dwarf gene， Tan_Ginbozu (D35)， encodes the gibberellin biosynthesis enzyme, ent_ kaorene oxidase. Plant Mol Biol. 2004，Mar ;54(4) :533-47)。这三个基因因为能控制株高的生长 发育而被誉为水稻中的绿色革命基因。 赤霉素氧化酶基因的表达也要受到很多转录因子的调控，如烟草中的RSG基因 可以调控GA3氧化酶基因的表达(Jutarou Fukazawa等，REPRESSION OF SHOOT GROWTH, a bZIP Transcriptional Activator, Regulates Cell Elongation by Controlling theLevel of Gibberellins. Plant Cell, 2000， Vol. 12，901-915)。中国专利技术专利申请公开说 明书(公开号CN 1566147A)公开了一种调控赤霉素生成的转录因子及其编码的基因与应 用，该转录调控因子命名为GPBF，来源于玉米，但是它没有转化玉米本身，而是转化拟南芥。 在植物种属的分类上，拟南芥是双子叶植物而玉米是单子叶植物，因此该基因是否能够转 化玉米并调控玉米植物的赤霉素的合成，其功能尚待进一步研究。 本专利技术找到了一个来源于水稻并能调控水稻赤霉素合成的转录因子基因，这个基 因在超量表达以后能够降低其调控的内源赤霉素氧化酶基因的表达，从而降低植物体内赤 霉素的水平，并最终引起植株的矮化。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种调控赤霉素合成的转录因子，通过转化水稻本身，培育一种能够调控赤霉素合成的转基因水稻。 本专利技术通过以下技术方案实现 本专利技术从水稻中分离得到一种调控植物赤霉素合成的转录因子基因OsYABl，它是 下列核苷酸序列之一 1)序列表SEQ NO :1中第106-615所示的DNA序列；或 2)编码与1)编码的蛋白质相同的蛋白质的DNA序列。 本专利技术的转录因子OsYABl的编码基因(SEQ ID NO :1)来源于水稻，由1043个碱 基组成，其推测的蛋白质编码序列有510个碱基，是序列1自5'端第106位碱基到615位碱基组成。 所述的基因OsYABl与水稻赤霉素合成有关。将该基因的完整编码序列(Coding sequence)与花椰菜花叶病毒启动子CaMV35S结合后直接转入水稻，转基因植株株高明显 比野生型对照植株株高要矮；在外源赤霉素(GA3)作用下，转基因植株的株高可恢复正常。 进一步的分析发现，本专利技术的转基因植株内赤霉素氧化酶基因(0sGA3ox2)的表达受到了 抑制，表明本专利技术转录因子基因OsYABl能够调控0sGA3ox2的表达。 赋予植物调控赤霉素合成能力的DNA序列，它是与SEQ ID NO :1中第340-1173位 所示DNA序列相似性在85%以上且能调控与赤霉素氧化酶基因0sGA3ox2表达的同源DNA 序列。 如附图2所示，本专利技术构建了 一种超表达载体pD S13 01 ，获得转化载体 pDS1301-YABl。利用该转化载体转化水稻品种"日本晴"(一种粳稻亚种)，得到转基因水 稻植株。 具体操作步骤如下 (1)利用农杆菌介导的转基因方法将所述的基因OsYABl导入水稻受体，获得转化 植株； (2)借助PCR方法分析鉴定阳性转基因植株； (3)将步骤(2)的转基因植株进行大田种植并观察其性状； (4)利用反转录(RT)-PCR分析转基因植株中目标基因的表达， (5)用外源赤霉素(GA3)对转基因植株进行处理，并观察其表型； (6)借助RT-PCR分析转基因植株和野生型植株中参与赤霉素合成的氧化酶基因的表达。 本专利技术所克隆的转录因子基因OsYABl可用于抗倒伏和紧凑型水稻育种上。 更详细的技术专利技术细节由以下实施例给出，但本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种调控植物赤霉素合成的转录因子基因ＯｓＹＡＢ１，它是下列核苷酸序列之一：１）序列表ＳＥＱＮＯ：１中第１０６－６１５所示的ＤＮＡ序列；或２）编码与１）编码的蛋白质相同的蛋白质的ＤＮＡ序列。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：代明球，周道绣，张启发，
申请(专利权)人：华中农业大学，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]
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