本发明专利技术公开了一种改善单子叶作物对赤霉素抑制剂敏感性的方法及应用。本发明专利技术提供了蛋白质，为将蛋白ZmCPS1氨基酸序列第409位的赖氨酸突变为酪氨酸，得到的蛋白突变体。本发明专利技术的实验证明了，对ZmCPS1的409位的赖氨酸(K)进行编辑为酪氨酸(Y)得到K409YZmCPS1突变体，将其转入玉米中，可以改变玉米对缩节安的敏感性，使经济安全的赤霉素合成抑制剂缩节安应用到玉米栽培中，实现对玉米理想株型的有效塑造，最终达到使玉米增产抗逆的效果。
A Method for Improving the Sensitivity of Monocotyledon Crops to Gibberellin Inhibitors and Its Application
The invention discloses a method for improving the sensitivity of monocotyledon crops to Gibberellin inhibitors and its application. The invention provides a protein for mutating lysine at 409 position of amino acid sequence of protein ZmCPS1 into tyrosine to obtain a protein mutant. The experiment of the invention proves that K409YZmCPS1 mutant is obtained by editing 409 Lysine (K) of ZmCPS1 to tyrosine (Y). Transferring the mutant into maize can change the sensitivity of Maize to zodiazepin, make the economically safe inhibitor of gibberellin synthesis zodiazepin apply to maize cultivation, realize the effective shaping of ideal plant type of maize, and ultimately achieve the goal of increasing maize yield and resisting stress. Effect.
【技术实现步骤摘要】
一种改善单子叶作物对赤霉素抑制剂敏感性的方法及应用
本专利技术涉及生物
，尤其涉及一种改善单子叶作物对赤霉素抑制剂敏感性的方法及应用。
技术介绍
玉米(ZeamaysL.)是世界上非常重要的粮食作物、饲料作物、工业原料以及能源作物，在国民经济发展中起到无法取代的作用，世界上玉米产量最大的两个国家分别是美国和中国(Ci等,2012)。但是目前由于气候条件的变化及灌溉不合理等因素，玉米倒伏的现象越来越严重，造成玉米收获困难，严重影响其产量，因此可以通过对玉米株型的塑造来解决倒伏的问题，无疑是首要选择。为了提高玉米的产量，可以通过对玉米株型的塑造抑制植株生长和节间缩短，抑制营养生长而促进生殖生长，提高玉米产量和质量。缩节安(N,N-dimethylpiperidiniumchloride,DPC)，其化学名称为1,1-二甲基哌啶鎓氯化物,是一种无害安全又经济的植物生长调节抑制剂，广泛应用于棉花生产上。棉花应用缩节安后，可以按照人们的意愿对棉花植株进行株型塑造，抑制棉株主茎的生长,使棉株节间缩短；减弱植株的顶芽长势，促进侧枝的生长，紧凑株型；从而防止棉花植株旺长，促进营养生长，增加棉絮的产量和质量(田晓莉等，2004；田晓莉等，2006；Ren等，2013)。但缩节安对玉米调控效应不显著，应用1000mg/LDPC处理玉米郑单958，株高和茎粗与对照都没有显著的差异(陈吟，2012)。因此改善玉米对缩节安的敏感性是迫切的。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种蛋白质。本专利技术提供的蛋白(K409YZmCPS1)，为将蛋白ZmCPS1氨基酸序列第409位的赖氨酸突变为酪氨酸，得到的蛋白突变体。所述蛋白质中，所述蛋白ZmCPS1来源于单子叶植物或双子叶植物；或，所述蛋白ZmCPS1来源于具体为玉米；或所述蛋白质为如下1)-5)中任一种：1)氨基酸序列包括序列表中序列2所示的氨基酸序列的蛋白质；2)氨基酸序列由序列表中序列2所示的氨基酸残基组成；3)将1)或2)所限定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蛋白质；4)与1)或2)所限定的氨基酸序列具有99％以上、95％以上、90％以上、85％以上或者80％以上同源性且具有相同功能的蛋白质；5)1)-4)中任一所限定的蛋白质的N端和/或C端连接标签后得到的融合蛋白。编码上述蛋白的核酸分子也是本专利技术保护的范围。上述核酸分子为如下1)-4)中任一种所示的核酸分子：1)其编码序列包括序列表中序列1；2)其编码序列为序列表中序列1；3)在严格条件下与1)或2)限定的DNA分子杂交且编码权利要求1所述蛋白的DNA分子；4)与1)或2)限定的DNA分子具有80％以上或90％以上的同源性且编码权利要求1所述蛋白的DNA分子。下述1)-4)中的任一种生物材料也是本专利技术保护的范围：1)含有上述核酸分子的表达盒；2)含有上述核酸分子的重组载体；3)含有上述核酸分子的重组菌；4)含有上述核酸分子的转基因细胞系。上述蛋白质或上述核酸分子或上述的生物材料在提高植物对赤霉素抑制剂敏感性中的应用也是本专利技术保护的范围。所述提高植物对赤霉素抑制剂敏感性为降低植物在赤霉素抑制剂诱导下的株高。本专利技术的另一个目的是提供一种提高植物对赤霉素抑制剂敏感性的方法。本专利技术提供的方法，包括如下步骤：提高目的植物中上述蛋白的表达或含量，得到转基因植物；所述转基因植物对赤霉素抑制剂敏感性大于所述目的植物对赤霉素抑制剂敏感性。所述转基因植物对赤霉素抑制剂敏感性大于所述目的植物对赤霉素抑制剂敏感性体现在所述转基因植物在赤霉素抑制剂诱导下的株高低于所述目的植物在赤霉素抑制剂诱导下的株高；上述方法中，所述提高目的植物中蛋白的表达或活性的方法为，将蛋白编码基因导入目的植物中。上述中，所述赤霉素抑制剂为缩节安；或，所述植物为单子叶植物或双子叶植物；或，所述单子叶植物为玉米；或，所述目的植物为AtCPS的完全突变体。本专利技术另一个目的是提供一种提高ZmCPS1对赤霉素抑制剂敏感性的方法。本专利技术提供的方法，为将ZmCPS1蛋白氨基酸序列第409位赖氨酸突变为酪氨酸，实现提高ZmCPS1对赤霉素抑制剂敏感性。提高ZmCPS1对赤霉素抑制剂敏感性体现在ZmCPS1未使ent-CPP含量随着DPC浓度增加没有减少的趋势，K409YZmCPS1使ent-CPP产量随着DPC浓度增加而逐渐降低。本专利技术的实验证明了，对ZmCPS1的409位的赖氨酸(K)进行编辑为酪氨酸(Y)得到K409YZmCPS1突变体，将其转入玉米中，可以改变玉米对缩节安的敏感性，使经济安全的赤霉素合成抑制剂缩节安应用到玉米栽培中，实现对玉米理想株型的有效塑造，最终达到使玉米抗逆增产的效果。附图说明图1为ga1-1:ZmCPS1与ga1-1:K409YZmCPS1互补株系对不同浓度DPC敏感性的表型。图2为体外分析ZmCPS1与K409YZmCPS1在不同浓度DPC下的产物量。图3为ZmCPS1和K409YZmCPS1的kinetics分析。图4为ZmCPS1和K409YZmCPS1分别与DPC互作的IC50。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术进行进一步的详细描述，给出的实施例仅为了阐明本专利技术，而不是为了限制本专利技术的范围。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。下述实施例中的载体pSuper1300为文献(Lipidtransferprotein3asatargetofMYB96mediatesfreezinganddroughtstressinArabidopsis，JournalofExperimentalBotany,Guoetal.,Vol.64,No.6,pp.1755–1767,2013)中的pSuper1300::GFP，公众可从申请人处获得该生物材料，该生物材料只为重复本专利技术的相关实验所用，不可作为其它用途使用。下述实施例中的根癌农杆菌GV3101为文献(APlasmaMembraneReceptorKinase,GHR1,MediatesAbscisicAcid-andHydrogenPeroxide-RegulatedStomatalMovementinArabidopsis,Huaetal.,ThePlantCell,Vol.24:2546–2561,June2012)中的AgrobacteriumstrainGV3101，公众可从申请人处获得该生物材料，该生物材料只为重复本专利技术的相关实验所用，不可作为其它用途使用。下述实施例中的拟南芥突变体ga1-1为俄亥俄州立大学拟南芥生物资源中心产品，是AtCPS的完全突变体，为了检测ZmCPS1以及K409YZmCPS1对DPC的反应并不受AtCPS的干扰所以选择ga1-1。下述实施例中的0mg/L的缩节安DPC水溶液为超纯水，下述实施例中的30mg/L的DPC水溶液为向1L超纯水中加入30mgDPC得到的溶液，下述实施例中的50mg/L的DPC水溶液为向1L超纯水中加入50mgDPC得到的溶液,下述实施例中的100mg/L的DPC水溶液为向1L超纯水中加入100mgDPC得本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种蛋白质，为将蛋白ZmCPS1氨基酸序列第409位的赖氨酸突变为酪氨酸，得到的蛋白突变体。
【技术特征摘要】
1.一种蛋白质，为将蛋白ZmCPS1氨基酸序列第409位的赖氨酸突变为酪氨酸，得到的蛋白突变体。2.根据权利要求1所述的蛋白质，其特征在于：所述蛋白ZmCPS1来源于单子叶植物或双子叶植物；或，所述蛋白ZmCPS1来源于具体为玉米；或所述蛋白质为如下1)-5)中任一种：1)氨基酸序列包括序列表中序列2所示的氨基酸序列的蛋白质；2)氨基酸序列由序列表中序列2所示的氨基酸残基组成；3)将1)或2)所限定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蛋白质；4)与1)或2)所限定的氨基酸序列具有99％以上、95％以上、90％以上、85％以上或者80％以上同源性且具有相同功能的蛋白质；5)1)-4)中任一所限定的蛋白质的N端和/或C端连接标签后得到的融合蛋白。3.编码权利要求1或2所述蛋白的核酸分子。4.根据权利要求3所述的核酸分子，其特征在于：所述核酸分子为如下1)-4)中任一种所示的核酸分子：1)其编码序列包括序列表中序列1；2)其编码序列为序列表中序列1；3)在严格条件下与1)或2)限定的DNA分子杂交且编码权利要求1所述蛋白的DNA分子；4)与1)或2)限定的DNA分子具有80％以上或90％以上的同源性且编码权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：李召虎，张娟，张钰石，张明才，邢嘉鹏，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11
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