甘蔗开花调控蛋白ScFT‑1及其编码基因制造技术

本发明专利技术涉及甘蔗开花调控蛋白ScFT‑1及其编码基因，属于植物基因工程技术领域。所述的甘蔗开花调控蛋白ScFT‑1为由SEQ ID NO.1所示氨基酸序列组成，编码基因及基因组DNA核苷酸序列如SEQ ID No. 2和SEQ ID No. 3。本发明专利技术是从甘蔗品种粤糖93‑159成熟期叶片提取总RNA和基因组DNA，用PCR扩增结合RACE技术得到

Flowering regulation protein ScFT 1 gene encoding and

The present invention relates to sugarcane flowering regulation protein ScFT 1 and encoding gene, which belongs to the technical field of plant genetic engineering. The flowering regulation protein ScFT 1 by SEQ ID NO.1 the amino acid sequence, encoding gene and genome DNA nucleotide sequence of SEQ ID No. 2 and SEQ ID No. 3. The present invention is to extract total RNA and genomic DNA from sugarcane varieties Yuetang 93 159 mature leaves, combined with the technology of RACE has been amplified by PCR

【技术实现步骤摘要】
甘蔗开花调控蛋白ScFT-1及其编码基因
本专利技术涉及分子生物学中的基因
，属于植物基因工程
，具体涉及甘蔗开花调控蛋白ScFT-1及其编码基因。
技术介绍
从营养生长向生殖生长的转变是高等植物发育中的一个重大事件。在营养组织上出现生殖过程的转变是由内在的因素和环境因子共同调控的。茎尖分生组织(SAM)是一群未分化细胞，在营养生长期间发育成叶和枝。在受到环境和内因的影响下，SAM茎尖分生组织经历了一个特定的改变产生了花(芽)原基。通过对拟南芥成花诱导的分子生物学分析，鉴定出了许多包括自身调节途径、赤霉素途径、光周期途径和春化途径等4个在响应网络中起关键调控作用的花期基因。FT-like亚家族属于FT/TFL1基因家族成员，均具有保守的PEBP结构域，它们编码的蛋白均含有保守的Tyr85和Gln140残基，在第4个外显子中含有对FT活性起关键作用的11个保守氨基酸残基和高度保守的LYN三联体模块，主要发挥促进开花的作用；FT是花发育途径中的汇集点，它可以整合来自光周期途径、春化途径和自主途径等不同花发育途径的信号，在植物花发育中发挥着重要作用。2007年，世界各地先后有不同的科学家在不同的植物材料中证实了FT蛋白就是人们苦苦寻找的“成花素”，它可以通过韧皮部从叶片运输到茎端分生组织，FT蛋白与bZIP转录因子FLOWERINGLOCUSD(FD)互作，共同激活花分生组织基因APETALA1(AP1)表达，从而促进成花转换并启动花发育过程。甘蔗属于单子叶植物，是蔗糖生产的重要原料，占世界糖产量的三分之二。甘蔗是短日照植物，深入的认识甘蔗开花过程是很重要的，原因一，在热带地区甘蔗品种容易开花，甘蔗生殖生长的转变导致一些糖分运输到正在发育的花序中，从而使存储的蔗糖离开茎秆，因此逐渐减少了甘蔗的糖产量。原因二，在中国内陆及其它非热带地区植蔗国，甘蔗亲本开花难且花期不遇成为甘蔗杂交育种和新亲本创制的主要“瓶颈”，限制了野生种质资源的杂交利用，阻碍了育种效率的提高。目前，常规杂交育种主要采用人工光周期调控技术诱导甘蔗亲本开花进行杂交利用，但还存在不同亲本诱导开花的难度不一，且花期不遇的问题，这导致很多甘蔗优良亲本及组合因花期不遇，甚至难开花而难以被杂交利用。甘蔗生长周期较长，亲本从种植到诱导开花需时一年到一年半，如何有效提高甘蔗诱导开花的效率，精准控制花期，缩短甘蔗育种年限，提升育种效率等都是目前甘蔗杂交育种需要解决的关键问题。最近，巴西Coelho等从甘蔗EST数据库中鉴定了5个不完全的甘蔗FT基因序列，命名为ScFT1、ScFT2、ScFT3、ScFt4和ScFT5，其中ScFT2与玉米的ZCN8和ScFT1的关系最近。ScFT3和ScFT4与促进开花的Hd3a、FT和BvFT1基因聚在一起。对这些候选基因进行更进一步的功能分析将有助于了解这些基因在甘蔗花期调控中的作用。人工光周期调控诱导甘蔗亲本开花技术体系的建立，实现了甘蔗有性杂交育种，让资源间的优异血缘得到交流，拓宽了品种的遗传基础，改良了品种的抗逆性、适应力、活力，极大推动了甘蔗遗传育种的发展，但依然存在一些问题，如有些亲本(特别是甘蔗原始亲本热带种)难被诱导开花，杂交组合亲本花期不遇以及花粉育性低等问题。解决以上问题，就需要研究者了解甘蔗开花的分子调控机制，找到影响甘蔗成花转变的关键调控节点，通过调控内源和外源因子控制甘蔗的开花时间，从而为甘蔗亲本花期的精准调控奠定重要的理论基础。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有人工光周期调控技术的不足，提供甘蔗开花调控蛋白ScFT-1及其编码基因，生物信息学分析表明ScFT-1基因具有FT类蛋白的PEBPeuk保守结构域。用实时荧光定量PCR技术分析了ScFT-1mRNA的时空表达模式，结果本专利技术所述ScFT-1基因在甘蔗成花转变时期成熟叶中表达量上调，而且ScFT-1在孕穗早期成熟叶中表达量持续升高；对ScFT-1基因在甘蔗成花转变时期成熟叶中1天8个不同时间点基因相对表达量进行分析，结果表明ScFT-1基因表达量随昼夜节律变化明显。本专利技术甘蔗ScFT-1基因对光周期敏感，在适宜生长时期适宜的光周期诱导条件下ScFT-1基因可以被诱导表达从而使甘蔗花期提前。本专利技术对探究甘蔗开花机制、促进甘蔗亲本开花和甘蔗花期调控技术的研发具有较大的实用价值。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：甘蔗开花调控蛋白ScFT-1，所述的甘蔗开花调控蛋白ScFT-1为由SEQIDNO.1所示氨基酸序列组成。编码权利要求上述甘蔗开花调控蛋白ScFT-1的核苷酸序列。所述核苷酸序列如SEQIDNO.3所示。所述的甘蔗开花调控蛋白ScFT-1，其cDNA全长为如SEQIDNO.2所示的核苷酸序列。扩增上述cDNA全长序列的引物为：上游引物：5’-acaacggactcctgttctcg-3’下游引物：5’-atacatatgcctgcaacctgc-3’本专利技术还公开了甘蔗开花调控蛋白基因ScFT-1在人工光周期调控诱导开花和非诱导条件下的时空表达模式。在诱导开花条件下，ScFT-1在甘蔗成花转变时期和孕穗早期基因表达量上调，且在成熟叶中增加明显。ScFT-1在甘蔗成花转变时期成熟叶中昼夜1天8个不同时间点的表达情况：ScFT-1在早上09:00的表达量最高，12:00之后逐渐降低，到晚上24:00时表达量最低，凌晨03:00之后又逐渐升高。说明了ScFT-1基因的功能作用部位在甘蔗的成熟叶，而且具有感应昼夜节律变化的规律，具有启动和促进甘蔗开花的功能。在非诱导条件下(对照)，ScFT-1基因的表达量极低甚至没有表达。所述的甘蔗开花调控蛋白ScFT-1，其开放读码框如SEQIDNO.2中第62～601位所示。与高粱(登录号：XM-002436464.1)相似度为98％，与芒(登录号：KR011267.1)相似度为98％，与玉米ZCN15(登录号：NM-001112781.1)相似度为95％。所述的甘蔗开花调控蛋白ScFT-1，其氨基酸序列SEQIDNO.1，与高粱(登录号：XP-002436509.1)相似度为99％，与芒(登录号：AMK05626.1)相似度为98％，与玉米(登录号：NP001106252.1)相似度为97％。本专利技术同时提供所述的甘蔗开花调控蛋白ScFT-1在调控植物花期中的应用。优选的是，所述的植物为甘蔗，但不限于此。本专利技术还提供所述的甘蔗开花调控蛋白ScFT-1在缩短植物育种年限中的应用。优选的是，所述的植物为甘蔗，但不限于此。本专利技术是用PCR扩增结合RACE技术从甘蔗品种粤糖93-159成熟期叶片中获得甘蔗ScFT-1cDNA全长序列和基因组DNA序列。甘蔗ScFT-1开放读码框为540bp，编码179个氨基酸。在人工光周期调控诱导开花条件下，ScFT-1时空表达模式：甘蔗ScFT-1基因在营养生长时期的表达量较低，在成花转变时期和孕穗早期的成熟叶中表达量上调；ScFT-1基因在甘蔗成花转变时期成熟叶中1天8个不同时间点的相对表达量分析结果：ScFT-1在09:00的表达量最高，12:00之后逐渐降低，到晚上24:00时表达量最低，凌晨03:00之后又逐渐升高，ScFT-1表达量随昼夜节律本文档来自技高网...

【技术保护点】
甘蔗开花调控蛋白ScFT‑1，其特征在于，所述的甘蔗开花调控蛋白ScFT‑1为由SEQ ID NO.1所示氨基酸序列组成。

【技术特征摘要】
2017.09.12 CN 20171081905781.甘蔗开花调控蛋白ScFT-1，其特征在于，所述的甘蔗开花调控蛋白ScFT-1为由SEQIDNO.1所示氨基酸序列组成。2.编码权利要求1所述甘蔗开花调控蛋白ScFT-1的核苷酸序列。3.根据权利要求2所述的核苷酸序列，其特征在于，所述核苷酸序列如SEQIDNO.3所示。4.根据权利要求1所述的甘蔗开花调控蛋白ScFT-1，其特征在于，其cDNA为如SEQIDNO.2所示的核苷酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：林秀琴，刘新龙，陆鑫，刘洪博，吴转娣，李旭娟，毛钧，字秋艳，徐超华，李纯佳，
申请(专利权)人：云南省农业科学院甘蔗研究所，
类型：发明
国别省市：云南,53