本发明专利技术公开了一种植物柱头外露控制基因及其编码蛋白与应用。植物柱头外露控制基因为如下(b1)‑(b4)中任一所述的DNA分子：(b1)编码区如SEQ ID NO.1所示的DNA分子；(b2)SEQ ID NO.3所示的DNA分子；(b3)在严格条件下与(b1)或(b2)限定的DNA序列杂交且编码权利要求1所述蛋白质的DNA分子；(b4)来源于蒺藜苜蓿并且与(b1)或(b2)或(b3)限定的DNA序列具有90％以上同源性的DNA分子。本发明专利技术的基因能够控制植物柱头外露及花瓣融合。
A plant stigma exposure control gene and its encoded protein and Application
The invention discloses a plant stigma exposure control gene and its coding protein and application. The plant stigma exposure control genes are any of the DNA molecules described in (b1)(b4): (b1) the DNA molecule in the coding region as shown in SEQ ID NO.1; (b2) the DNA molecule shown in SEQ ID NO.3; (b3) the DNA molecule hybridized with (b1) or (b2) the restricted DNA sequence under strict conditions and encoding the proteins described in claim 1; (b4) the DNA molecule derived from the Tribulus terrestris. Alfalfa and DNA molecules with more than 90% homology with (B1) or (B2) or (B3) Limited DNA sequences. The gene of the invention can control stigma exposure and petal fusion.
【技术实现步骤摘要】
一种植物柱头外露控制基因及其编码蛋白与应用
本专利技术属于基因工程
，具体地说，涉及一种植物柱头外露控制基因及其编码蛋白与应用。
技术介绍
花是被子植物特有的生殖器官，花器官的正常发育直接关系到物种的繁衍，同时还会影响到开花作物的产量、品质、使用价值和经济效益。此外，花的大小、形态结构、组成器官的数目和颜色等是系统与进化植物学研究中最常用的形态学性状，花器官发育的研究对物种起源和演化研究同样具有重要的指导意义。蝶形花亚科(Faboideae；Papilionoideae)是豆科三个亚科志气，大约有600属，一万余种，广泛分布于全世界，是人类食物和油料以及牧草、绿肥、和木材等的重要来源。蝶形花亚科植物的花器官多是典型的两侧对称，花冠呈蝶形。由大小、形状不同的5片花瓣组成，其中较大而不成对的一瓣为旗瓣；旗瓣下面两侧各有一瓣成翼状，称为翼瓣；翼瓣内侧另有一对花瓣，融合为舟状，包在雌蕊和雄蕊群外面，称为龙骨瓣。由于蝶形花具有不同于拟南芥的辐射对称花的独特形态构造和发育特性，一直倍受生物学家的关注，开展蝶形花亚科植物特异性花器官发育的遗传机理解析对于阐明高等植物花器官发育的分子机理调控具有重要的理论价值。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种植物柱头外露控制基因及其编码蛋白与应用。为了解决上述技术问题，本专利技术公开了一种植物柱头外露控制基因，所述基因为如下(b1)-(b4)中任一所述的DNA分子：(b1)编码区如SEQIDNO.1所示的DNA分子；(b2)SEQIDNO.3所示的DNA分子；(b3)在严格条件下与(b1)或(b2)限定的DNA序列杂交且编码权利要求1所述蛋白质的DNA分子；(b4)来源于蒺藜苜蓿并且与(b1)或(b2)或(b3)限定的DNA序列具有90％以上同源性的DNA分子。本专利技术还公开了一种上述基因编码的蛋白质。可选地，是如下(a1)或(a2)：(a1)由SEQIDNO.2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(a2)将SEQIDNO.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/或添加且与具有相同功能的由SEQIDNO.2衍生的蛋白质。本专利技术还公开了一种上述基因或蛋白质在调控植物中调控花发育的应用。本专利技术还公开了一种控制植物柱头外露及花瓣融合的方法，包括如下步骤：抑制目的植物中上述述基因的活性和/或上述蛋白质表达量，得到柱头外露及花瓣融合的转基因植物。本专利技术还公开了一种上述的基因、蛋白质或方法在植物育种中的应用。与现有技术相比，本专利技术可以获得包括以下技术效果：本专利技术从蒺藜苜蓿中克隆出CABL基因，成功构建植物互补载体，采用农杆菌介导的叶盘法转化蒺藜苜蓿大花苞突变体cabl，与对照相比，转入CABL基因的柱头外露蒺藜苜蓿的花变成正常野生型的花。本专利技术公开的内容可为研究该基因在植物中调控花发育打下基础。当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本专利技术蒺藜苜蓿R108野生型花和蒺藜苜蓿cabl柱头外露突变体花表型图；其中，A-D为野生型不同花发育时期花的表型图；F-H为cabl突变体花发育不同时期花表型图；D-E野生型花授粉完成后形成正常果荚；I-Jcabl突变体由于花瓣融合，导致雄蕊被包裹，不能完成正常授粉，最后不能形成正常的果荚；K，L野生型R108旗瓣背面和腹面图；M，N野生型R108翼瓣龙骨瓣融合的背面和腹面图；O野生型的雄蕊；P，Q突变体cabl融合的旗瓣背面和腹面图；R，S突变体cabl融合的翼瓣龙骨瓣背面和腹面图；图2是本专利技术cabl突变体柱头育性分析；图3是本专利技术cabl突变体中CABL表达量检测；图4是本专利技术互补植株的表型及CABL表达量检测，其中，A代表野生型R108的表型，B代表突变体cabl表型，C代表突变体背景下转入互补载体的转基因苗，花恢复为野生型表型，D代表突变体和互补载体的转基因植株中CABL基因表达量检测。具体实施方式以下将配合实施例来详细说明本专利技术的实施方式，藉此对本专利技术如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。蒺藜苜蓿R108(野生型)：TheNobelFoundation。cabl突变体：TheNobelFoundation。Pearlygate203质粒：由实验室保存，购自invitrogen；PENTR/D-TOPOCLONINGKIT(Invitrogen)：K240020LREnzymeMix(Invitrogen)：11791-019农杆菌GV3101：WaryongGT707(北京华越洋公司)YEP固体培养基：蛋白胨10g、酵母提取物10g、氯化钠5g、琼脂粉10g，蒸馏水定容至1L。YEP液体培养基：蛋白胨10g、酵母提取物10g、氯化钠5g，蒸馏水定容至1L。愈伤诱导液体培养基(PH5.8)：大量元素母液100mL、微量元素母液1mL、有机元素母液1mL、铁盐母液140mg、肌醇100mg、蔗糖30g、生长素4mg、细胞分裂素0.5mg、头孢200mg、特美汀250mg、草胺磷2mg，定容至1L。愈伤诱导固体培养基(PH5.8)：大量元素母液100mL、微量元素母液1mL、有机元素母液1mL、铁盐母液140mg、肌醇100mg、蔗糖30g、生长素4mg、细胞分裂素0.5mg、头孢200mg、特美汀250mg、草胺磷2mg、Phytagel3.2g，定容至1L。分化培养基(PH5.8)：大量元素母液100mL、微量元素母液1mL、有机元素母液1mL、铁盐母液140mg、肌醇100mg、蔗糖20g、头孢200mg、特美汀250mg、草胺磷2mg、Phytagel3.2g，定容至1L。生根培养基(PH5.8)：Murashige&SkoogBasalMediumwithVitamins2.215g/L(公司：PhytoTechnologyLaboratories，货号：16B0519138A)铁盐母液：乙二胺四乙酸二钠37.3mg、七水合硫酸亚铁27.8mg。大量元素母液：七水合硫酸镁1.85g、硝酸钾28.3g、硫酸铵4.63g、二水合氯化钙1.66g、磷酸二氢钾4g，蒸馏水定容至1L。微量元素母液：一水合硫酸锰1g、硼酸500mg、七水合硫酸锌100mg、碘化钾100mg、二水合钼酸纳10mg、五水合硫酸铜20mg、六水合氯化钴10mg，蒸馏水定容至1L。有机元素母液：烟酸500mg、盐酸硫胺素500mg、盐酸吡哆醇500mg，蒸馏水定容至1L。实施例1、CABL及其编码基因CABL的发现：通过筛选蒺藜苜蓿Tnt1插入突变体库，获得了一个柱头外露，花瓣融合的突变体，命名为cabbage-like(cabl)。cabl突变体和蒺藜苜蓿R108(野生型)的花表型观察结果见图1；通过表型观察发现，突变体在花发育的各个时期表现出比野生型R108花苞增大的表型，柱头外露。由于花瓣融合卷曲，雄蕊不能正常授粉，生成正常的果实。进一步解剖发现，突变体cabl各个花瓣与野生型相比，出现明显的卷曲，融合。由于花瓣本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基因，其特征在于：所述基因为如下(b1)‑(b4)中任一所述的DNA分子：(b1)编码区如SEQ ID NO.1所示的DNA分子；(b2)SEQ ID NO.3所示的DNA分子；(b3)在严格条件下与(b1)或(b2)限定的DNA序列杂交且编码权利要求1所述蛋白质的DNA分子；(b4)来源于蒺藜苜蓿并且与(b1)或(b2)或(b3)限定的DNA序列具有90％以上同源性的DNA分子。
【技术特征摘要】
1.一种基因，其特征在于：所述基因为如下(b1)-(b4)中任一所述的DNA分子：(b1)编码区如SEQIDNO.1所示的DNA分子；(b2)SEQIDNO.3所示的DNA分子；(b3)在严格条件下与(b1)或(b2)限定的DNA序列杂交且编码权利要求1所述蛋白质的DNA分子；(b4)来源于蒺藜苜蓿并且与(b1)或(b2)或(b3)限定的DNA序列具有90％以上同源性的DNA分子。2.权利要求1所述基因编码的蛋白质。3.如权利要求2所述的蛋白质，其特征在于，是如下(a1)或(a2)：(a1)由SEQIDNO.2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(a2)将...
【专利技术属性】
技术研发人员：林浩，祝步拓，李辉，牛丽芳，
申请(专利权)人：中国农业科学院生物技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11
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