与种子重量调控相关的大豆蛋白GmUBCa及其相关生物材料的应用制造技术

本发明专利技术公开了与种子重量调控相关的大豆蛋白GmUBCa及其相关生物材料的应用。该应用为GmUBCa或其相关的生物材料在调控种子植物粒重中的应用；所述GmUBCa为氨基酸序列如SEQ ID No.2所示的蛋白质；所述生物材料为下述任一种：B1)编码所述GmUBCa的核酸分子；B2)含有B1)所述核酸分子的表达盒；B3)含有B1)所述核酸分子的重组载体、或含有B2)所述表达盒的重组载体；B4)含有B1)所述核酸分子的重组微生物、或含有B2)所述表达盒的重组微生物、或含有B3)所述重组载体的重组微生物；B5)所述GmUBCa基因的分子标记。GmUBCa及其相关生物材料可用于提高作物产量，培育高产品种。

Gmubca, a soybean protein related to seed weight regulation, and its application in biomaterials

【技术实现步骤摘要】
与种子重量调控相关的大豆蛋白GmUBCa及其相关生物材料的应用
本专利技术涉及分子生物学领域中与种子重量调控相关的大豆蛋白GmUBCa及其相关生物材料的应用。
技术介绍
大豆是重要传统作物，蕴含丰富营养价值，是提供粮油和饲料的重要经济作物，在工业生产中大豆油也有很多用途，例如生物燃料，表面活性剂，软化剂等。中国曾是世界最大的大豆生产国，然而，近年来，我国大豆生产只占需求的四分之一，致使中国成为全球最大的大豆进口国，进口总额为全球大豆总出口量的一半。大豆生产远远落后于国内其他粮食作物发展的步伐，不能满足国民需要。近50年来，大豆生产仅增长了62％，而其他粮食作物已增长了5倍以上。因此提高大豆单产已成为目前亟待解决的问题。种子的重量(粒重)是作物生产中的一个重要指标，是影响作物产量的重要农艺性状之一。植物可以通过增加粒重来达到增产的目的。大豆产量由株型、结荚率、荚粒数、种子百粒重等因素组成,其中粒重是遗传力最高的因素。粒重对产量的影响不限于豆科植物，对其它单双子叶植物也是产量潜力的重要因素，因此成为作物品种选育过程中要考虑的重要选择性状。已有的研究表明，粒重受栽培环境和遗传的影响。在正常的栽培条件下，遗传，也即相关基因起重要作用。因此与千粒重相关的分子机制的研究成为热点。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是如何提高种子植物的粒重。为解决上述技术问题，本专利技术首先提供了种子植物粒重相关蛋白及其相关生物材料。本专利技术所提供的种子植物粒重相关蛋白，名称为GmUBCa，来源于大豆(Glycinemax(L.)Merrill)，是下述A1)或A2)或A3)的蛋白质：A1)氨基酸序列如SEQIDNo.2所示的蛋白质；A2)在SEQIDNo.2所示的蛋白质的羧基末端或/和氨基末端连接蛋白标签得到的融合蛋白；A3)将A1)或A2)所示的蛋白质经过一个以上氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的与A1)或A2)所示的蛋白质具有90％以上的同一性且与种子植物粒重相关的蛋白质；所述生物材料为下述B1)至B5)中任一种：B1)编码所述GmUBCa的核酸分子；B2)含有B1)所述核酸分子的表达盒；B3)含有B1)所述核酸分子的重组载体、或含有B2)所述表达盒的重组载体；B4)含有B1)所述核酸分子的重组微生物、或含有B2)所述表达盒的重组微生物、或含有B3)所述重组载体的重组微生物；B5)所述GmUBCa基因的分子标记。上述蛋白质中，所述蛋白标签(protein-tag)是指利用DNA体外重组技术，与目的蛋白一起融合表达的一种多肽或者蛋白，以便于目的蛋白的表达、检测、示踪和/或纯化。所述蛋白标签可为Flag标签、His标签、MBP标签、HA标签、myc标签、GST标签和/或SUMO标签等。上述蛋白质中，同一性是指氨基酸序列的同一性。可使用国际互联网上的同源性检索站点测定氨基酸序列的同一性，如NCBI主页网站的BLAST网页。例如，可在高级BLAST2.1中，通过使用blastp作为程序，将Expect值设置为10，将所有Filter设置为OFF，使用BLOSUM62作为Matrix，将Gapexistencecost，Perresiduegapcost和Lambdaratio分别设置为11，1和0.85(缺省值)并进行检索一对氨基酸序列的同一性进行计算，然后即可获得同一性的值(％)。上述蛋白质中，所述90％以上的同一性可为至少91％、92％、95％、96％、98％、99％或100％的同一性。上述蛋白质中，所述GmUBCa可来源于大豆。上述蛋白质中，SEQIDNo.2(序列表中的序列2)由个148个氨基酸残基组成。上述生物材料中，所述核酸分子可以是DNA，如cDNA、基因组DNA或重组DNA；所述核酸分子也可以是RNA，如mRNA或hnRNA等。上述生物材料中，B1)中编码所述GmUBCa的核酸分子可为GmUBCa基因(GmUBCa)。所述GmUBCa基因可为编码序列是SEQIDNo.1(序列表中序列1)所示的DNA分子。其中，SEQIDNo.1由447个核苷酸组成，其编码序列是SEQIDNo.1的第1-447位核苷酸，编码SEQIDNo.2所示的蛋白质。上述生物材料中，B2)所述的表达盒是指能够在宿主细胞中表达GmUBCa的DNA，该DNA不但可包括启动GmUBCa基因转录的启动子，还可包括终止GmUBCa转录的终止子。进一步，所述表达盒还可包括增强子序列。可用于本专利技术的启动子包括但不限于：组成型启动子，组织、器官和发育特异的启动子，和诱导型启动子。启动子的例子包括但不限于：花椰菜花叶病毒的组成型启动子35S；来自西红柿的创伤诱导型启动子，亮氨酸氨基肽酶("LAP",Chao等人(1999)PlantPhysiol120:979-992)；来自烟草的化学诱导型启动子，发病机理相关1(PR1)(由水杨酸和BTH(苯并噻二唑-7-硫代羟酸S-甲酯)诱导)；西红柿蛋白酶抑制剂II启动子(PIN2)或LAP启动子(均可用茉莉酮酸曱酯诱导)；热休克启动子(美国专利5，187，267)；四环素诱导型启动子(美国专利5，057,422)；种子特异性启动子，如谷子种子特异性启动子pF128(CN101063139B(中国专利200710099169.7))，种子贮存蛋白质特异的启动子(例如，菜豆球蛋白、napin,oleosin和大豆betaconglycin的启动子(Beachy等人(1985)EMBOJ.4:3047-3053))。它们可单独使用或与其它的植物启动子结合使用。此处引用的所有参考文献均全文引用。合适的转录终止子包括但不限于：农杆菌胭脂碱合成酶终止子(NOS终止子)、花椰菜花叶病毒CaMV35S终止子、tml终止子、豌豆rbcSE9终止子和胭脂氨酸和章鱼氨酸合酶终止子(参见，例如：Odell等人(I985)Nature313:810；Rosenberg等人(1987)Gene,56:125；Guerineau等人(1991)Mol.Gen.Genet,262:141；Proudfoot(1991)Cell,64:671；Sanfacon等人GenesDev.,5:141；Mogen等人(1990)PlantCell,2:1261；Munroe等人(1990)Gene,91:151；Ballad等人(1989)NucleicAcidsRes.17:7891；Joshi等人(1987)NucleicAcidRes.,15:9627)。上述生物材料中，可用植物表达载体构建含有所述GmUBCa基因表达盒的重组表达载体。所述植物表达载体可为Gateway系统载体或双元农杆菌载体等，如pGWB411、pGWB412、pGWB405、pBin438、pCAMBIA1302、pCAMBIA2301、pCAMBIA1301、pCAMBIA1300、pBI121、pCAMBIA1391-X本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.GmUBCa或其相关的生物材料在调控种子植物粒重中的应用；所述GmUBCa为下述A1)或A2)或A3)的蛋白质：/nA1)氨基酸序列如SEQ ID No.2所示的蛋白质；/nA2)在SEQ ID No.2所示的蛋白质的羧基末端或/和氨基末端连接蛋白标签得到的融合蛋白；/nA3)将A1)或A2)所示的蛋白质经过一个以上氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的与A1)或A2)所示的蛋白质具有90％以上的同一性且与种子植物粒重相关的蛋白质；/n所述生物材料为下述B1)至B5)中任一种：/nB1)编码所述GmUBCa的核酸分子；/nB2)含有B1)所述核酸分子的表达盒；/nB3)含有B1)所述核酸分子的重组载体、或含有B2)所述表达盒的重组载体；/nB4)含有B1)所述核酸分子的重组微生物、或含有B2)所述表达盒的重组微生物、或含有B3)所述重组载体的重组微生物；/nB5)所述GmUBCa基因的分子标记。/n

【技术特征摘要】
1.GmUBCa或其相关的生物材料在调控种子植物粒重中的应用；所述GmUBCa为下述A1)或A2)或A3)的蛋白质：
A1)氨基酸序列如SEQIDNo.2所示的蛋白质；
A2)在SEQIDNo.2所示的蛋白质的羧基末端或/和氨基末端连接蛋白标签得到的融合蛋白；
A3)将A1)或A2)所示的蛋白质经过一个以上氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的与A1)或A2)所示的蛋白质具有90％以上的同一性且与种子植物粒重相关的蛋白质；
所述生物材料为下述B1)至B5)中任一种：
B1)编码所述GmUBCa的核酸分子；
B2)含有B1)所述核酸分子的表达盒；
B3)含有B1)所述核酸分子的重组载体、或含有B2)所述表达盒的重组载体；
B4)含有B1)所述核酸分子的重组微生物、或含有B2)所述表达盒的重组微生物、或含有B3)所述重组载体的重组微生物；
B5)所述GmUBCa基因的分子标记。


2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述核酸分子是编码序列为SEQIDNo.1所示的DNA分子。

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【专利技术属性】
技术研发人员：张劲松，陈受宜，胡杨，张万科，韦伟，林晴，阴翠翠，何锶洁，
申请(专利权)人：中国科学院遗传与发育生物学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11