水稻粒型相关蛋白及其编码基因和应用制造技术

本发明专利技术公开了一种水稻粒型相关蛋白及其编码基因和应用。本发明专利技术提供了一种泛素羧基末端水解酶蛋白及其编码基因，影响植物的细胞增值，从而通过调控颖壳宽度控制籽粒粒宽、粒长、粒厚和粒重；将所述蛋白的编码基因导入籽粒正常的植物中可以使粒宽、粒长、粒重增加；降低或抑制所述蛋白的表达，使转基因植物的粒宽、粒长和粒重降低。本发明专利技术可以应用于植物遗传改良。

Grain-type-related proteins and their coding genes in rice and their application

The invention discloses a rice grain type related protein, its coding gene and application. The present invention provides a ubiquitin carboxyl terminal hydrolase protein and its coding gene, which affects the cell proliferation of plants, thereby controlling the grain width, grain length, grain thickness and grain weight by regulating the glume shell width; introducing the coding gene of the protein into plants with normal grains can increase the grain width, grain length and grain weight; reducing or inhibiting the expression of the protein, so as to make transgenic plants. Grain width, length and weight decreased. The invention can be applied to plant genetic improvement.

【技术实现步骤摘要】
水稻粒型相关蛋白及其编码基因和应用
本专利技术涉及一种水稻粒型相关蛋白及其编码基因和应用。
技术介绍
水稻不仅是重要的模式植物，更是作为重要的粮食作物，养活了超过三分之一的世界人口。人口的增长，耕地面积缩减以及全球环境恶化，使得水稻生产面临越来越大的压力。同时随着生活水平的提高，人们对稻米品质的要求不断提高。单位面积有效穗数、每穗粒数和千粒重是构成水稻产量的三要素。粒型与千粒重正相关，同时，粒型也是重要的品质性状，直接影响稻米的市场价值。因此对水稻粒型的研究具有重要的意义。泛素化在真核生物的生命过程重扮演至关重要的角色。并且泛素化是一个可逆的过程，称之为去泛素化。去泛素酶(Deubiquitinatingenzymes，DUBs)在去泛素化过程中行使功能。去泛素酶的功能主要包括：1)将泛素前提切割成单个的泛素分子；2)将泛素链从降解的蛋白上切下来，进而切割成单个的泛素分子；3)对错误的泛素化进行校正，从而使靶蛋白免于被降解或错误调控。因此去泛素酶在真核生物生命活动调控中起着重要的作用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种水稻粒型相关蛋白及其编码基因和应用。本专利技术提供了一种培育转基因植物的方法(方法甲)，是将泛素羧基末端水解酶的编码基因导入目的植物中，得到转基因植物；所述转基因植物满足如下(a1)-(a5)中至少一种性状：(a1)籽粒粒宽大于所述目的植物；(a2)籽粒粒长大于所述目的植物；(a3)籽粒粒重大于所述目的植物；(a4)籽粒粒厚大于所述目的植物；(a5)产量大于所述目的植物。所述方法甲中，所述泛素羧基末端水解酶的编码基因可以通过重组表达载体导入目的植物。所述重组表达载体可通过Ti质粒、Ri质粒、植物病毒载体、直接DNA转化、显微注射、电导、农杆菌介导等常规生物学方法转化到目的植物中。可用现有的植物表达载体构建含有所述基因的重组表达载体。所述植物表达载体包括双元农杆菌载体和可用于植物微弹轰击的载体等。使用所述基因构建重组表达载体时，可在其转录起始核苷酸前加上任何一种增强型、组成型、组织特异型或诱导型启动子，它们可单独使用或与其它的植物启动子结合使用；此外，使用所述基因构建重组表达载体时，还可使用增强子，包括翻译增强子或转录增强子，这些增强子区域可以是ATG起始密码子或邻接区域起始密码子等，但必需与编码序列的阅读框相同，以保证整个序列的正确翻译。所述翻译控制信号和起始密码子的来源是广泛的，可以是天然的，也可以是合成的。翻译起始区域可以来自转录起始区域或结构基因。为了便于对转基因植物细胞或植物进行鉴定及筛选，可对所用植物表达载体进行加工，如加入在植物中表达可产生颜色变化的酶或发光化合物的基因、具有抗性的抗生素标记物或是抗化学试剂标记基因等。所述重组表达载体具体可为在pCAMBIA1305.1载体的多克隆位点中插入了序列表的序列3所示的双链DNA分子得到的重组质粒。所述重组表达载体具体可为将pCAMBIA1305.1载体的EcoRI和NcolI酶切位点之间的小片段取代为了序列表的序列3所示的DNA分子得到的重组质粒。本专利技术还保护所述方法甲在植物育种中的应用。所述植物育种是为了选育籽粒粒宽大和/或籽粒粒长大和/或籽粒粒重大和/或籽粒粒厚大和/或产量大的植物。本专利技术还保护一种培育转基因植物的方法，是抑制目的植物中泛素羧基末端水解酶的编码基因的表达，得到转基因植物；所述转基因植物满足如下(b1)-(b5)中至少一种性状：(b1)籽粒粒宽小于所述目的植物；(b2)籽粒粒长小于所述目的植物；(b3)籽粒粒重小于所述目的植物；(b4)籽粒粒厚小于所述目的植物；(b5)产量小于所述目的植物。所述方法乙中，所述“抑制目的植物中蔗糖合成酶的编码基因的表达”是通过干扰载体实现的。所述干扰载体可通过Ti质粒、Ri质粒、植物病毒载体、直接DNA转化、显微注射、电导、农杆菌介导等常规生物学方法转化到目的植物中。所述干扰载体具体可为含有干扰片段的重组表达载体。所述干扰片段包括区段甲和区段乙。所述区段甲和所述区段乙为反向互补序列。所述区段甲的序列如序列表的序列4所示。所述干扰载体具体可为将pCUbi1390-△FAD2载体的Sac1Ⅰ酶切位点之间插入序列表的序列4所示的双链DNA分子，并且在SnaBⅠ酶切位点之间插入序列表的序列5所示的双链DNA分子得到的重组表达载体。本专利技术还保护所述方法乙在植物育种中的应用。所述植物育种是为了选育籽粒粒宽小和/或籽粒粒长小和/或籽粒粒重小和/或籽粒粒厚小和/或产量小的植物。以上任一所述目的植物为单子叶植物或双子叶植物。所述单子叶植物可为禾本目植物。所述禾本目植物可为禾本科植物。所述禾本科植物可为稻属植物。所述稻属植物具体可为水稻，例如粳稻品种kitaake。本专利技术还保护泛素羧基末端水解酶的应用，为如下(e1)-(e10)中的至少一种：(e1)调控植物籽粒粒宽；(e2)调控植物籽粒粒长；(e3)调控植物籽粒粒重；(e4)调控植物籽粒粒厚；(e5)调控植物产量；(e6)提高植物籽粒粒宽；(e7)提高植物籽粒粒长；(e8)提高植物籽粒粒重；(e9)提高植物籽粒粒厚；(e10)提高植物产量。所述植物为单子叶植物或双子叶植物。所述单子叶植物可为禾本目植物。所述禾本目植物可为禾本科植物。所述禾本科植物可为稻属植物。所述稻属植物具体可为水稻，例如粳稻品种kitaake。本专利技术还保护一种特异DNA分子，包括区段甲和区段乙；所述区段甲和所述区段乙为反向互补序列；所述区段甲的序列如序列表的序列4所示。所述区段乙如序列表的序列5所示。本专利技术还保护一种干扰载体，是含有所述特异DNA分子的重组表达载体。所述干扰载体具体可为将pCUbi1390-△FAD2载体的Sac1Ⅰ酶切位点之间插入序列表的序列4所示的双链DNA分子，并且在SnaBⅠ酶切位点之间插入序列表的序列5所示的双链DNA分子得到的重组表达载体。本专利技术还保护所述特异DNA分子或所述的干扰载体在培育转基因植物中的应用；所述转基因植物满足如下(f1)-(f5)中至少一种性状：(f1)籽粒粒宽小于所述出发植物；(f2)籽粒粒长小于所述出发植物；(f3)籽粒粒重小于所述出发植物；(f4)籽粒粒厚小于所述出发植物；(f5)产量小于所述出发植物。所述出发植物为单子叶植物或双子叶植物。所述单子叶植物可为禾本目植物。所述禾本目植物可为禾本科植物。所述禾本科植物可为稻属植物。所述稻属植物具体可为水稻，例如粳稻品种kitaake。以上任一所述粒重具体可为千粒重。以上任一所述泛素羧基末端水解酶具体可为OsUBP15蛋白。所述OsUBP15蛋白，获自水稻，是如下(c1)或(c2)：(c1)由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(c2)将序列1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/或添加且具有相同功能的由序列1衍生的蛋白质。为了使(c1)中的OsUBP15蛋白便于纯化和检测，可在由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质的氨基末端或羧基末端连接上如表1所示的标签。表1标签的序列标签残基序列Poly-Arg5-6(通常为5个)RRRRRPoly-His2-10(通常为6个)HHHHHHFLAG8DYKDDDDKStrep-tagII8WSHPQFEKc-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种培育转基因植物的方法，是将泛素羧基末端水解酶的编码基因导入目的植物中，得到转基因植物；所述转基因植物满足如下(a1)‑(a5)中至少一种性状：(a1)籽粒粒宽大于所述目的植物；(a2)籽粒粒长大于所述目的植物；(a3)籽粒粒重大于所述目的植物；(a4)籽粒粒厚大于所述目的植物；(a5)产量大于所述目的植物。

【技术特征摘要】
1.一种培育转基因植物的方法，是将泛素羧基末端水解酶的编码基因导入目的植物中，得到转基因植物；所述转基因植物满足如下(a1)-(a5)中至少一种性状：(a1)籽粒粒宽大于所述目的植物；(a2)籽粒粒长大于所述目的植物；(a3)籽粒粒重大于所述目的植物；(a4)籽粒粒厚大于所述目的植物；(a5)产量大于所述目的植物。2.一种培育转基因植物的方法，是抑制目的植物中泛素羧基末端水解酶的编码基因的表达，得到转基因植物；所述转基因植物满足如下(b1)-(b5)中至少一种性状：(b1)籽粒粒宽小于所述目的植物；(b2)籽粒粒长小于所述目的植物；(b3)籽粒粒重小于所述目的植物；(b4)籽粒粒厚小于所述目的植物；(b5)产量小于所述目的植物。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述泛素羧基末端水解酶是如下(c1)或(c2)：(c1)由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(c2)将序列1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/或添加且具有相同功能的由序列1衍生的蛋白质。4.如权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于：所述泛素羧基末端水解酶的编码基因为如下(d1)-(d4)中任一所述的DNA分子：(d1)编码区如序列表中序列2所示的DNA分子；(d2)序列表中序列3所示的DNA分子；(d3)在严格条件下...

【专利技术属性】
技术研发人员：万建民，程治军，师翠兰，任玉龙，王久林，
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