GmCOP1a和/或GmCOP1b在调控植物株高方面的应用制造技术

本发明专利技术涉及生物技术领域，具体公开了GmCOP1a和/或GmCOP1b在调控植物株高方面的应用。所述GmCOP1a与所述GmCOP1b来源于大豆，二者的氨基酸序列分别如SEQ ID NO.2和SEQ ID NO.4所示。本发明专利技术通过利用CRISPR‑Cas9系统对所述GmCOP1a和/或所述GmCOP1b的编码基因进行编辑，发现GmCOP1a发生突变后，植株株高无明显变化的表型，GmCOP1b发生突变后，植株株高变矮，GmCOP1a和GmCOP1b均发生突变后，植株株高变矮，且相对仅GmCOP1b发生突变后的植株，株高变矮得更为显著。由此，本发明专利技术为植株株高的调控手段提供了新的选择。

【技术实现步骤摘要】
GmCOP1a和/或GmCOP1b在调控植物株高方面的应用
本专利技术属于生物
，具体地说，涉及GmCOP1a和/或GmCOP1b在调控植物株高方面的应用。
技术介绍
COP1是E3泛素连接酶，无论在动物还是植物中，COP1在进化过程中都是比较保守的，并且在多种生长发育过程中都扮演着十分重要的角色。已有研究表明，在拟南芥中，COP1是光不稳定类型的光受体在光下发生快速降解的主要作用因子。同时，COP1也是光形态建成的核心抑制因子，可以促使靶蛋白选择性降解。拟南芥COP1基因在光信号转导途径中处于核心位置，该基因响应并整合各种光信号，调控植物的光形态建成、开花诱导及生物节律等(LauandDeng,2012)。大豆是世界上重要的粮食、油料和饲料作物之一，与国民经济密切相关。我国大豆资源丰富，有许多高产、高油、高蛋白、抗病和抗逆性强的优质品种。大豆的生长发育对光照环境非常敏感。作为典型的短日照植物，多数大豆品种的生育期对不同纬度地区的光周期适应性狭窄；此外不同生态地区及栽培模式下的光照环境对大豆的株型、产量和品质也有显著影响。因此解析光环境影响大豆生长发育的遗传和分子机制对培育广适高产大豆新品种具有重要意义。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术的目的是提供GmCOP1a和/或GmCOP1b在调控植物株高方面的应用。为了实现本专利技术目的，本专利技术的技术方案如下：第一方面，本专利技术提供了GmCOP1a和/或GmCOP1b在调控植物株高方面的应用，其中，所述GmCOP1a与所述GmCOP1b来源于大豆，二者的氨基酸序列分别如SEQIDNO.2和SEQIDNO.4所示，二者的编码基因分别如SEQIDNO.1和SEQIDNO.3所示。本专利技术通过利用CRISPR-Cas9系统对所述GmCOP1a和/或所述GmCOP1b的编码基因进行编辑，发现GmCOP1a发生突变后，植株株高无明显变化的表型，GmCOP1b发生突变后，植株株高变矮，GmCOP1a和GmCOP1b均发生突变后，植株株高变矮，且相对仅GmCOP1b发生突变后的植株，株高变矮得更为显著。由此可以合理推断，敲除所述GmCOP1a和/或所述GmCOP1b的编码基因，或使所述GmCOP1a和/或所述GmCOP1b的编码基因发生沉默，或使所述GmCOP1a和/或所述GmCOP1b的编码基因发生低表达，可降低植物株高。同时可以预测，当将所述编码基因导入目的植物中，或在植物中过表达所述编码基因，也可实现调控植株株高的目的，且预测将提高植株株高。进一步地，本专利技术所述植物优选为大豆。第二方面，本专利技术提供了GmCOP1a和/或GmCOP1b在制备转基因植物新品种中的应用。第三方面，本专利技术还提供了靶向编辑GmCOP1a和/或GmCOP1b编码基因的CRISPR-Cas9系统在调控植物株高方面的应用。所述CRISPR-Cas9系统中靶向GmCOP1a编码基因的gRNA的核苷酸序列为：1a-4：GGGTTCAGGTTTGACGACGGCGG；和/或1a-8：GTGCAGATGCTTGACGGTTCTGG。所述CRISPR-Cas9系统中靶向GmCOP1b编码基因的gRNA的核苷酸序列为：1b-8：GTACGGATGCTTGACGACTCTGG；和/或1b-9：GCTTCATTAGTGCTGTATGCTGG。本专利技术的有益效果在于：本专利技术首次通过客观实验发现并证实了大豆GmCOP1a、GmCOP1b两个基因在调控植株株高方面的功能，为植株株高的调控手段提供了新的选择。附图说明图1为GmCOP1a突变后，在转基因植株中株高无明显变化的表型。图2为GmCOP1b突变后，在转基因植株中株高变矮的表型。图3为GmCOP1a/1b双突变体，在转基因植株中株高变矮的表型。图4为GmCOP1a与GmCOP1b在长短日下生物节律分析。图5为GmCOP1a与GmCOP1b受蓝光诱导。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步的解释说明。需要理解的是以下实施例的给出仅是为了起到说明的目的，并不是用于对本专利技术的范围进行限制。本领域的技术人员在不背离本专利技术的宗旨和精神的情况下，可以对本专利技术进行各种修改和替换。下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。实施例1大豆GmCOP1s基因突变体植物表达载体的构建。本专利技术提供了用于构建表达载体所用的引物，其包括用于扩增包含guideRNA序列的引物：COP1a-F1-4：AATGTGCCACCACATGGATTGGGTTCAGGTTTGACGACGGGTTTTAGAGCTAGAAATAGCAA；COP1a-F1-8：AATGTGCCACCACATGGATTGTGCAGATGCTTGACGGTTCGTTTTAGAGCTAGAAATAGCAA；COP1b-F1-8：AATGTGCCACCACATGGATTGTACGGATGCTTGACGACTCGTTTTAGAGCTAGAAATAGCAA；COP1b-F1-9：AATGTGCCACCACATGGATTGCTTCATTAGTGCTGTATGCGTTTTAGAGCTAGAAATAGCAA；gRNA-Xbal-R：GCTCGGCAACGCGTTCTAGAAAAAAAAGCACCGACTCGGT；用于扩增U6片段的引物：U6-Xbal-F：GGAAGCTTAGGCCTTCTAGAAAAATAAATGGTAAAATGTC；U6-R：CAATCCATGTGGTGGCACAT。1、PrimeStar扩增目的片段1)反应体系：JRH0951载体骨架为pUC19，GmU6及sgRNA序列来源于文献(Sunetal.,2015)，具体构建方法参考文献(Mengetal.,2017)。2)反应程序：预热98℃2min；变性98℃10s，退火57℃10s，延伸72℃30s(1kb/min)，35个循环；终延伸72℃7min；12℃保存。利用引物U6-XbaI-F/U6-R扩增U6片段，利用引物COP1-F1/gRNA-XbaI-R扩增含有不同gRNA的片段。2、PCR产物回收和产物连接琼脂糖凝胶回收试剂盒(购自Axygen公司)回收PCR产物，回收后，按照上述程序(其中temple变为U6和gRNA片段)，利用引物U6-XbaI-F/gRNA-XbaI-R进行扩增，将两个片段连在一起。3、酶切利用XbaI酶切载体JRH0645，该载体由本实验室构建完成，在已发表的文献中曾经用过，但没有具体命名，这里我们将其命名为JRH0645，具体构建方法为：Cas9表达载体是基于pFGC5941质粒(Kerschen等人，2004年)构建的。简单地说，(2×35S)-(3×Flag)-NOS序列被插入到pFGC5941质粒的EcoRI和HindIII酶切位点之间，然后在SpeI酶切位点(Mengetal.,2017)插入从质粒pJIT163-2NLSCas9(Shanetal.,2013)中提取的密码子优化的链球菌pyogeneCas9基因。1)反应体系：2)反应条件：37℃水浴，30min。4、In-fusion连接所用试剂为Clontech5×In-HDE本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.GmCOP1a和/或GmCOP1b在调控植物株高方面的应用，其特征在于，所述GmCOP1a与所述GmCOP1b来源于大豆，二者的氨基酸序列分别如SEQ ID NO.2和SEQ ID NO.4所示。

【技术特征摘要】
1.GmCOP1a和/或GmCOP1b在调控植物株高方面的应用，其特征在于，所述GmCOP1a与所述GmCOP1b来源于大豆，二者的氨基酸序列分别如SEQIDNO.2和SEQIDNO.4所示。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，敲除所述GmCOP1a和/或所述GmCOP1b的编码基因，或使所述GmCOP1a和/或所述GmCOP1b的编码基因发生沉默，或使所述GmCOP1a和/或所述GmCOP1b的编码基因发生低表达，可降低植物株高。3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，利用CRISPR-Cas9系统对所述GmCOP1a和/或所述GmCOP1b的编码基因进行编辑。4.根据权利要求1～3任一项所述的应用，其特征在于，所述植物为大豆。5.GmCOP1a和/或GmCOP1b在制备转基因植物新品种中的应用。6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述植物为大豆。7.靶向编辑GmCOP1a和/或GmCOP1b编码...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵涛，许欣颖，李宏宇，刘斌，刘军，
申请(专利权)人：中国农业科学院作物科学研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11