株型相关蛋白在调控植物株型中的应用制造技术

本发明专利技术公开了株型相关蛋白在调控植物株型中的应用。本发明专利技术公开的株型相关蛋白为如下A1)、A2)或A3)：A1)氨基酸序列是序列3的蛋白质；A2)将序列表中序列3所示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；A3)在A1)或A2)的N端或/和C端连接标签得到的融合蛋白质。该蛋白质具有调控植物株型的功能，可用于制备调控植物株型的产品，并进一步用于植物育种。

【技术实现步骤摘要】
株型相关蛋白在调控植物株型中的应用
本专利技术涉及生物
中，株型相关蛋白在调控植物株型中的应用。
技术介绍
水稻是我国重要的粮食作物，它的产量直接关系着国家的粮食安全和经济发展。水稻产量与水稻的种植密度，光合效率和籽粒大小密切相关。水稻的叶夹角是指叶片与其所在茎秆之间的角度，也是影响其株型和产量的重要因素。叶夹角较小的植株具有较为紧凑的株型，这将有利于植物获取阳光的效率，从而使光合效率增加导致生物量的增加。同时，紧凑株型还有助于合理密植，可以很大程度缓解耕地面积日渐减少的问题。水稻叶夹角的调控机制大多和植物激素相关，尤其是油菜素甾醇(brassinosteroid,BR)。此外还存在一些非激素相关的调控途径(LAX、OsAGO7、ILA1等)。BR途径所介导的水稻叶夹角调控主要涉及BR合成途径和BR信号途径。BR合成缺失突变体如dwarf4-1、d2、d11以及brd1都具有明显小于其野生型的叶夹角。BR信号途径的缺陷也同样可以造成水稻叶夹角减小，比如d61-1、d61-2和dlt。反之，BR合成或者信号增强，都会造成水稻的叶夹角增大，比如过表达BR合成基因D11的突变体株系m107、敲除BR信号负调控因子的转基因株系Gi-2以及过表达BR信号因子ILI1的转基因植株。其他植物激素类的调控方式还包括生长素和赤霉素的调控途径。生长素调控途径中，OsIAA1过表达植株可以表现出叶夹角增大的表型，过表达OsARF19同样可以造成叶夹角增大；赤霉素调控途径中，降低OsGSR1的表达可以出现类似于BR缺乏的表型，OsSPY作为赤霉素途径的负向调控因子可以在调控水稻叶夹角中发挥正向调控功能。这些激素调控途径也或多或少与BR相关：过表达OsIAA1的植株显示为增强的BR感知；OsGSR1的RNAi植株可以导致内源BR含量降低；而OsSPY可以通过影响DELLA蛋白SLR影响水稻赤霉素的信号传递，同时水稻DELLA蛋白SLR还可以与BR信号因子OsBZR1互作从而影响水稻的BR途径。Sakamoto等在2006年报道，BR相关突变体dwarf4-1可以在合理密植的情况下使水稻亩产增加30％之多。Morinaka等在2006年报道，轻微下调BR信号受体基因OsBRI1可以使水稻产量增加35％左右。说明由BR所介导的水稻株型调控对水稻产量具有很重要的作用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是如何调控植物株型。为解决上述技术问题，本专利技术首先提供了株型相关蛋白或调控所述株型相关蛋白活性或含量的物质的下述任一应用：D1)调控植物株型；D2)制备调控植物株型产品；D3)调控植物叶夹角；D4)制备调控植物叶夹角产品；D5)培育叶夹角降低植物；D6)植物育种；所述株型相关蛋白来源于水稻(Oryzasativa)，其名称为POW1，为如下A1)、A2)或A3)：A1)氨基酸序列是序列3的蛋白质；A2)将序列表中序列3所示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；A3)在A1)或A2)的N端或/和C端连接标签得到的融合蛋白质。为了使A1)中的蛋白质便于纯化，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下表所示的标签。表：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-myc10EQKLISEEDL上述A2)中的POW1蛋白质，为与序列3所示蛋白质的氨基酸序列具有75％或75％以上同一性且具有相同功能的蛋白质。所述具有75％或75％以上同一性为具有75％、具有80％、具有85％、具有90％、具有95％、具有96％、具有97％、具有98％或具有99％的同一性。上述A2)中的POW1蛋白质可人工合成，也可先合成其编码基因，再进行生物表达得到。上述A2)中的POW1蛋白质的编码基因可通过将序列2所示的DNA序列中缺失一个或几个氨基酸残基的密码子，和/或进行一个或几个碱基对的错义突变，和/或在其5′端和/或3′端连上上表所示的标签的编码序列得到。其中，序列2所示的DNA分子编码序列3所示的POW1蛋白质。本专利技术还提供了与POW1蛋白质相关的生物材料的下述任一应用：D1)调控植物株型；D2)制备调控植物株型产品；D3)调控植物叶夹角；D4)制备调控植物叶夹角产品；D5)培育叶夹角降低植物；D6)植物育种；所述生物材料为下述B1)至B22)中的任一种：B1)编码POW1蛋白质的核酸分子；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；B4)含有B2)所述表达盒的重组载体；B5)含有B1)所述核酸分子的重组微生物；B6)含有B2)所述表达盒的重组微生物；B7)含有B3)所述重组载体的重组微生物；B8)含有B4)所述重组载体的重组微生物；B9)含有B1)所述核酸分子的转基因植物细胞系；B10)含有B2)所述表达盒的转基因植物细胞系；B11)含有B3)所述重组载体的转基因植物细胞系；B12)含有B4)所述重组载体的转基因植物细胞系；B13)含有B1)所述核酸分子的转基因植物组织；B14)含有B2)所述表达盒的转基因植物组织；B15)含有B3)所述重组载体的转基因植物组织；B16)含有B4)所述重组载体的转基因植物组织；B17)含有B1)所述核酸分子的转基因植物器官；B18)含有B2)所述表达盒的转基因植物器官；B19)含有B3)所述重组载体的转基因植物器官；B20)含有B4)所述重组载体的转基因植物器官；B21)降低POW1蛋白质表达量的核酸分子；B22)含有B21)所述核酸分子的表达盒、重组载体、重组微生物、转基因植物细胞系、转基因植物组织或转基因植物器官。上述应用中，B1)所述核酸分子可为如下b1)-b5)中的任一种：b1)编码序列是序列表中序列2的cDNA分子或DNA分子；b2)序列表中序列2所示的cDNA分子或DNA分子；b3)序列表中序列1所示的DNA分子；b4)与b1)或b2)或b3)限定的核苷酸序列具有75％或75％以上同一性，且编码POW1蛋白质的cDNA分子或基因组DNA分子；b5)在严格条件下与b1)或b2)或b3)或b4)限定的核苷酸序列本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.株型相关蛋白或调控所述株型相关蛋白活性或含量的物质的下述任一应用：/nD1)调控植物株型；/nD2)制备调控植物株型产品；/nD3)调控植物叶夹角；/nD4)制备调控植物叶夹角产品；/nD5)培育叶夹角降低植物；/nD6)植物育种；/n所述株型相关蛋白为如下A1)、A2)或A3)：/nA1)氨基酸序列是序列3的蛋白质；/nA2)将序列表中序列3所示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；/nA3)在A1)或A2)的N端或/和C端连接标签得到的融合蛋白质。/n

【技术特征摘要】
1.株型相关蛋白或调控所述株型相关蛋白活性或含量的物质的下述任一应用：
D1)调控植物株型；
D2)制备调控植物株型产品；
D3)调控植物叶夹角；
D4)制备调控植物叶夹角产品；
D5)培育叶夹角降低植物；
D6)植物育种；
所述株型相关蛋白为如下A1)、A2)或A3)：
A1)氨基酸序列是序列3的蛋白质；
A2)将序列表中序列3所示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；
A3)在A1)或A2)的N端或/和C端连接标签得到的融合蛋白质。


2.与权利要求1中所述株型相关蛋白相关的生物材料的下述任一应用：
D1)调控植物株型；
D2)制备调控植物株型产品；
D3)调控植物叶夹角；
D4)制备调控植物叶夹角产品；
D5)培育叶夹角降低植物；
D6)植物育种；
所述生物材料为下述B1)至B22)中的任一种：
B1)编码权利要求1中所述株型相关蛋白的核酸分子；
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；
B4)含有B2)所述表达盒的重组载体；
B5)含有B1)所述核酸分子的重组微生物；
B6)含有B2)所述表达盒的重组微生物；
B7)含有B3)所述重组载体的重组微生物；
B8)含有B4)所述重组载体的重组微生物；
B9)含有B1)所述核酸分子的转基因植物细胞系；
B10)含有B2)所述表达盒的转基因植物细胞系；
B11)含有B3)所述重组载体的转基因植物细胞系；
B12)含有B4)所述重组载体的转基因植物细胞系；
B13)含有B1)所述核酸分子的转基因植物组织；
B14)含有B2)所述表达盒的转基因植物组织；
B15)含有B3)所述重组载体的转基因植物组织；
B16)含有B4)所述重组载体的转基因植物组织；
B17)含有B1)所述核酸分子的转基因植物器官；
B18)含有B2)所述表达盒的转基因植物器官；
B19)含有B3)所述重组载体的转基因植物器官；
B20)含有B4)所述重组载体的转基因植物器官；
B21)降低权利要求1中所述株型相关蛋白表达量的核酸分子；
B22)含有B21)所述核酸分子的表达盒、重组载体...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚善国，张丽，王汝慈，汪月明，
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