一种白花虎眼万年青矮化多分蘖OtDWARF53基因及应用制造技术

本发明专利技术涉及植物基因工程技术领域，尤其涉及一种白花虎眼万年青矮化多分蘖

Otdwarf53 gene and its application in the Dwarfing and tillering of a white flowered evergreen

【技术实现步骤摘要】
一种白花虎眼万年青矮化多分蘖OtDWARF53基因及应用
本专利技术涉及植物基因工程
，尤其涉及一种白花虎眼万年青矮化多分蘖OtDWARF53基因及应用。
技术介绍
高等植物株型形成是指在植物整个生长发育过程中植株形态相关器官的发生，尤其是指分枝、叶片和花器官的形成、形状与着生位置等。植物株型的形成过程主要受遗传与植物激素等内在因素的调控，同时还受光周期、温度、水肥等外界环境因素的影响。高等植物株型形成的分子机理是植物生长发育研究的基本科学问题，对于科研和生产均具有重要的价值和意义。在农作物中，株型直接影响植株分蘖、以及有效穗数和穗粒数，是控制产量的核心要素，决定收获、产量和经济效益，同时也与抗逆性、生态适应能力和竞争能力密切相关；不但农作物株型的改良具有重要的生产应用价值，而且在园林园艺植物中，植物的茎秆矮化、分蘖分枝的角度和数量及侧生器官的数量等株型方面的研究；对于植物的形态建成、光能的利用以及经济器官的产量和品质有重要影响，并且丰满而紧凑的叶片和株型也可以提高整株植物的观赏价值及经济效益，同时也决定其抗逆性能、生态适应能力和生态效益；所以园林园艺植物的茎秆矮化和分蘖分枝等株型问题的研究也具有重要的价值意义，仅在苹果等园艺植物中有一定的研究，但是在鳞茎球根花卉中却鲜见报道。鳞茎球根花卉是指植株地下部分的茎或根变态膨大并贮藏大量养分的一类多年生草本植物，基生叶片较多，且多既可观花又可赏叶，多可作为地被植物栽培，由于其种类丰富、抗逆性强、适应范围广、栽培简易、管理方便等特点，在园林绿化中应用广泛，在药用价值开发、植物生态修复和生态文明建设中也有广阔的发展潜力。白花虎眼万年青（Ornithogalumthyrsoides）是百合科虎眼万年青属（Ornithogalumspp）多年生鳞茎球根花卉，其植株低矮、簇生的基生叶覆盖地面、且花序花朵繁多、开花时间长、观赏价值高、适应范围广和栽培简易等特点，可作为切花、盆花和地被等，在园林绿化中应用广泛，也可用于废弃土地和重金属污染土壤的植物生态修复中，在生态文明建设中具有广阔的发展潜力。白花虎眼万年青不但具备多数鳞茎球根花卉所具有的观赏价值高、抗逆强和适应范围广等优点，而且具有再生能力强、繁殖速度快的特点，其叶片可产生多个珠芽（叶上珠芽）来进行繁育，是鳞茎球根花卉中的一朵奇葩；尤其是白花虎眼万年青具有极其缩短矮化的主茎，多个近基生的叶片簇生覆盖地面，以及多个珠芽着生在叶片上以及数十枚小花产生于无限花序上；其表现出来的株高极度矮化、分蘖分枝众多（基生叶片、花朵和珠芽等侧生器官多）和株型丰满紧凑等特点，不但能够更充分利用光照和营养等外部条件，而且使其抗逆性和竞争力更强，以及繁殖更多的个体并提高产量，获得更加理想的观赏效果、景观效益、经济效益及生态效益，是非常理想的株型和园艺性状，但是其分子机制尚需深入挖掘。以前的研究中，人们一直认为只有细胞分裂素和生长素是影响植物的分枝两大激素，自2008年以来发现独脚金内酯（Strigolactones,SLs）是一类新的植物激素，调控侧芽伸长、株高、叶片形状、衰老、种子萌发、侧根生长等发育过程，在单子叶植物和双子叶植物中具有功能保守性。并且人们发现独脚金内酯是受到以DWARF53（DWF53）蛋白为主导的信号转导途径所调控的，其最初是从水稻的矮化多分蘖突变体中分离出来的，是一类新发现的高等植物所特有的蛋白家族，作为独脚金内酯信号途径的抑制因子和关键开关，通过泛素化介导降解特定的靶蛋白来发挥作用，通过影响其下游目标基因的转录水平来调控独脚金内酯的信号传递，参与调控植物分枝分蘖，促进水稻分蘖生长发育；可通过调节DWARF53基因在植物体内的表达水平来实现对水稻分蘖数量和株型的定向调控，从而适当增加分蘖以显著提高水稻产量，并且提高水稻的抗逆性能、生态适应能力和竞争能力等，同时也为水稻的杂种优势的利用等研究开发提供了重要功能基因和有价值的植物材料；是实际生产中可用于调控植物分蘖分枝和株型的重要功能基因；可见DWARF53蛋白作为独脚金内酯信号的抑制因子和关键开关来调控分蘖和株型；而且DWARF53蛋白可以为深入研究在独脚金内酯信号传递中的调控机制以及其参与的分枝、次生生长、根系发育和光形态建成等发育途径的分子机制提供了突破口和奠定了基础；这表明，DWARF53基因对于科研和生产具有重要的价值和意义，但是仅仅限于在水稻等极少数农作物中，在园林园艺植物中却鲜见报道；综上所述，白花虎眼万年青表现出的极度矮化的主茎、多分蘖多分枝（叶片、珠芽和花朵等侧生器官较多）及株型丰满等特点，可能是由其同源的DWARF53蛋白及其所主导的独脚金内酯信号途径所决定的，因此克隆并分离白花虎眼万年青的DWARF53蛋白，即OtDWARF53基因(OtDWF53)，是掌控其独脚金内酯信号途径进而调控植物多分蘖多分枝和茎节等器官的发育进而获得理想株型的关键基因。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克隆并分离白花虎眼万年青的DWARF53蛋白，即OtDWARF53基因(OtDWF53)，是掌控其独脚金内酯信号途径进而调控植物多分蘖多分枝和茎节等器官的发育进而获得理想株型的关键基因。为解决上述问题，本专利技术在稳定成熟的白花虎眼万年青叶上珠芽高效再生体系及其转录组分析的基础上的，成功克隆了DWARF53在白花虎眼万年青中的同源基因OtDWARF53，为掌控其独脚金内酯信号途径进而调控植物多分蘖多分枝和茎节等器官的发育进而获得理想株型提供了基础。为达到上述目的，本专利技术具体通过以下技术方案实现，一种白花虎眼万年青矮化多分蘖OtDWARF53基因，包括SEOIDNO.1所示的核苷酸序列和SEOIDNO.1所示的核苷酸序列经替换，缺失或添加碱基形成的具有同等功能的核苷酸序列。一种上述白花虎眼万年青矮化多分蘖OtDWARF53基因编码的蛋白，其氨基酸如SEOIDNO.2所示。一种含有白花虎眼万年青矮化多分蘖OtDWARF53基因的核苷酸序列的白花虎眼万年青OtDWARF53基因表达载体，及表达载体的宿主细胞。一种上述表达载体的构建方法，该方法中用到的无缝连接引物包括HindIIIOtDWARF53和BamHIOtDWARF53R；其核苷酸序列分别如SEOIDNO.5和SEOIDNO.6所示。一种OtDWARF53基因的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、在无菌的超净工作台上，剪取白花虎眼万年青的离体叶片，放到含有细胞分裂素6BA的培养基上进行离体培养和珠芽的诱导；步骤2、待白花虎眼万年青的离体叶片上产生珠芽后，剪取珠芽并提取其RNA，并反转录获得cDNA模板；步骤3、对cDNA模板进行PCR扩增，获得OtDWARF53基因编码区PCR产物；所述PCR扩增的引物包括OtDWARF53F和OtDWARF53R，其核苷酸序列分别如SEOIDNO.3和SEOIDNO.4所示；对OtDWARF53基因编码区PCR产物连接到T载体中，将其转入大肠杆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种白花虎眼万年青矮化多分蘖

【技术特征摘要】
1.一种白花虎眼万年青矮化多分蘖OtDWARF53基因，其特征在于包括：
a)SEOIDNO.1所示的核苷酸序列；
b)SEOIDNO.1所示的核苷酸序列经替换，缺失或添加碱基形成的具有同等功能的核苷酸序列。


2.一种权利要求1所述的白花虎眼万年青矮化多分蘖OtDWARF53基因编码的蛋白。


3.如权利要求2所述的蛋白，其特征在于：其氨基酸如SEOIDNO.2所示。


4.一种含有权利要求1所述的核苷酸序列的白花虎眼万年青OtDWARF53基因表达载体。


5.一种含有权利要求4所述的表达载体的宿主细胞。


6.一种权利要求4所述的表达载体的构建方法，其特征在于，该方法中用到的无缝连接引物包括HindIIIOtDWARF53和BamHIOtDWARF53R；其核苷酸序列分别如SEOIDNO.5和SEOIDNO.6所示。


7.一种OtDWARF53基因的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、在无菌的超净工作台上，剪取白花虎眼万年青的离体叶片，放到含有细胞分裂素6BA的培养基上进行离体培养和珠芽的诱导；
步骤2、待白花虎眼万年青的离体叶片上产生珠芽后，剪取珠芽并提取其RNA，并反转录获得cDNA模板；
步骤3、对cDNA模板进行PCR扩增，获得OtDWARF53基因编码区PCR产物；所述PCR扩增的引物包括OtDWARF53F和OtDWARF53R，其核苷酸序列分别如SEOIDNO.3和SEOIDNO.4所示；对OtDWARF53...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜福星，黄远祥，周鹏，何伟，李西，孙大江，
申请(专利权)人：四川天艺生态园林集团股份有限公司，四川农业大学，四川天艺优境环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51