USB1蛋白在调控植物产量相关性状中的应用制造技术

本发明专利技术公开了USB1蛋白在调控植物产量相关性状中的应用。USB1蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO：3所示。实验证明，在野生型拟南芥中过表达USB1基因可以增加拟南芥的鲜重、株高、种子大小、果荚数目和种子干重。USB1蛋白可以调控植物产量相关性状。本发明专利技术可降低化肥的使用，减少环境污染，对提高植物产量以及改善生态环境等方面具有重要的应用价值和市场前景。

【技术实现步骤摘要】
USB1蛋白在调控植物产量相关性状中的应用
本专利技术属于生物
，具体涉及USB1蛋白在调控植物产量相关性状中的应用。
技术介绍
在人口持续增长，物质需求提升，但耕地面积有限的情况下，提高作物单位产量对于稳定粮食安全和实现经济的可持续增长具有极其重要意义。目前在农业生产中，提高植物产量的方法主要体现在两个方面。一方面，化肥的使用为过去几十年我国粮食增产起到了巨大的作用，但现阶段不合理的化肥施用导致了土壤养分失衡、土地生产力下降、环境污染，甚至危害食品安全和人类健康。另一方面，人们希望通过选育高产优质品种，提高植物产量。其中，传统育种是依靠品种间的杂交实现基因重组，转基因育种是通过基因定向转移实现基因重组，两者本质上都是通过改变基因及其组成以获得优良性状。相较于传统育种，转基因育种的优势在于更精确地实现已知功能基因的定向转移，并且转基因技术所转移的基因不受生物体间亲缘关系的限制，基因的转移效率也非常高。近年来，随着研究人员对植物高产分子机制的深入研究，采用转基因等基因工程手段向植物导入外源基因提高产量已成为培育高产植物品种的新途径之一，对解决我国日益严峻的粮食问题十分重要，并且对于可观的、可持续的社会经济及环境发展也具有重大的意义。USB1基因(tair网站https://www.arabidopsis.org上基因号为At5G51170)编码USB1蛋白(RNA外切酶)，该蛋白参与U2型剪接体重要组成因子U6snRNA的形成，在植物、动物、酵母中具有高度的同源性。目前，酵母和人类中对于USB1基因的研究较多，在人类中，USB1基因突变引起一种严重的疾病-伴中性细胞粒减少的皮肤异色病。在酵母细胞中，USB1基因突变导致酵母生长缓慢，并在分子水平引起U6snRNA3’末端异常以及多个基因前体mRNA剪接紊乱等。人们对于植物中USB1基因功能了解还十分有限。
技术实现思路
本专利技术的目的是调控植物产量相关性状，如种子产量、株高、鲜重等。本专利技术首先保护USB1蛋白的应用，可为S1)-S10)中的至少一种：S1)调控植物株高；S2)调控植物种子大小；S3)调控植物种子产量；S4)调控植物鲜重；S5)调控植物果荚数目；S6)培育株高改变的转基因植物；S7)培育种子大小改变的转基因植物；S8)培育种子产量改变的转基因植物；S9)培育鲜重改变的转基因植物；S10)培育果荚数目改变的转基因植物。上述应用中，所述USB1蛋白可为a1)或a2)或a3)：a1)氨基酸序列是SEQIDNO：3所示的蛋白质；a2)在SEQIDNO：3所示的蛋白质的N端或/和C端连接标签得到的融合蛋白质；a3)将SEQIDNO：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/或添加得到的与植物株高、种子大小、种子产量、鲜重和/或果荚数目相关的蛋白质。其中，SEQIDNO：3由285个氨基酸残基组成。为了使a1)中的蛋白质便于纯化，可在SEQIDNO：3所示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)RRRRRFLAG8DYKDDDDKStrep-tagII8WSHPQFEKc-myc10EQKLISEEDL上述a3)中的蛋白质，所述一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加为不超过10个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加。上述a3)中的蛋白质可人工合成，也可先合成其编码基因，再进行生物表达得到。上述a3)中的蛋白质的编码基因可通过将SEQIDNO：2自5’末端起第70至927位所示的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′端连上表1所示的标签的编码序列得到。本专利技术还保护编码所述USB1蛋白的核酸分子的应用，可为S1)-S10)中的至少一种：S1)调控植物株高；S2)调控植物种子大小；S3)调控植物种子产量；S4)调控植物鲜重；S5)调控植物果荚数目；S6)培育株高改变的转基因植物；S7)培育种子大小改变的转基因植物；S8)培育种子产量改变的转基因植物；S9)培育鲜重改变的转基因植物；S10)培育果荚数目改变的转基因植物。上述应用中，所述核酸分子可为如下b1)或b2)或b3)或b4)或b5)所示的DNA分子：b1)编码区是SEQIDNO：2自5’末端起第70至927位所示的DNA分子；b2)核苷酸序列是SEQIDNO：2所示的DNA分子；b3)核苷酸序列是SEQIDNO：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，且编码所述USB1蛋白的DNA分子；b5)在严格条件下与b1)或b2)或b3)限定的核苷酸序列杂交，且编码所述USB1蛋白的DNA分子。其中，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。其中，SEQIDNO：1由1606个核苷酸组成，SEQIDNO：2由1039个核苷酸组成，SEQIDNO：2自5’末端起第70至927位所示的的核苷酸编码SEQIDNO：3所示的氨基酸序列。本领域普通技术人员可以很容易地采用已知的方法，例如定向进化和点突变的方法，对本专利技术的编码所述USB1蛋白的核苷酸序列进行突变。那些经过人工修饰的，具有与本专利技术分离得到的所述USB1蛋白的核苷酸序列75％或者更高同一性的核苷酸，只要编码所述USB1蛋白，均是衍生于本专利技术的核苷酸序列并且等同于本专利技术的序列。这里使用的术语“同一性”指与天然核酸序列的序列相似性。“同一性”包括与本专利技术的编码SEQIDNO：3所示的氨基酸序列组成的USB1蛋白的核苷酸序列具有75％或更高，或80％或更高，或85％或更高，或90％或更高，或95％或更高同一性的核苷酸序列。同一性可以用肉眼或计算机软件进行评价。使用计算机软件，两个或多个序列之间的同一性可以用百分比(％)表示，其可以用来评价相关序列之间的同一性。上述任一所述的应用中，所述调控植物株高可为增加植物株高或降低植物株高。上述任一所述的应用中，所述调控植物种子大小可为增加植物种子大小或降低植物种子大小。上述任一所述的应用中，所述调控植物种子产量可为增加植物种子产量或降低植物种子产量。上述任一所述的应用中，所述调控植物鲜重可为增加植物鲜重或降低植物鲜重。上述任一所述的应用中，所述调控植物果荚数目可为增本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.USB1蛋白的应用，为S1)-S10)中的至少一种：/nS1)调控植物株高；/nS2)调控植物种子大小；/nS3)调控植物种子产量；/nS4)调控植物鲜重；/nS5)调控植物果荚数目；/nS6)培育株高改变的转基因植物；/nS7)培育种子大小改变的转基因植物；/nS8)培育种子产量改变的转基因植物；/nS9)培育鲜重改变的转基因植物；/nS10)培育果荚数目改变的转基因植物；/n所述USB1蛋白为a1)或a2)或a3)：/na1)氨基酸序列是SEQ ID NO：3所示的蛋白质；/na2)在SEQ ID NO：3所示的蛋白质的N端或/和C端连接标签得到的融合蛋白质；/na3)将SEQ ID NO：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/或添加得到的与植物株高、种子大小、种子产量、鲜重和/或果荚数目相关的蛋白质。/n

【技术特征摘要】
1.USB1蛋白的应用，为S1)-S10)中的至少一种：
S1)调控植物株高；
S2)调控植物种子大小；
S3)调控植物种子产量；
S4)调控植物鲜重；
S5)调控植物果荚数目；
S6)培育株高改变的转基因植物；
S7)培育种子大小改变的转基因植物；
S8)培育种子产量改变的转基因植物；
S9)培育鲜重改变的转基因植物；
S10)培育果荚数目改变的转基因植物；
所述USB1蛋白为a1)或a2)或a3)：
a1)氨基酸序列是SEQIDNO：3所示的蛋白质；
a2)在SEQIDNO：3所示的蛋白质的N端或/和C端连接标签得到的融合蛋白质；
a3)将SEQIDNO：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/或添加得到的与植物株高、种子大小、种子产量、鲜重和/或果荚数目相关的蛋白质。


2.编码权利要求1中所述USB1蛋白的核酸分子的应用，为S1)-S10)中的至少一种：
S1)调控植物株高；
S2)调控植物种子大小；
S3)调控植物种子产量；
S4)调控植物鲜重；
S5)调控植物果荚数目；
S6)培育株高改变的转基因植物；
S7)培育种子大小改变的转基因植物；
S8)培育种子产量改变的转基因植物；
S9)培育鲜重改变的转基因植物；
S10)培育果荚数目改变的转基因植物。


3.如权利要求2所述的应用，其特征在于：所述核酸分子为如下b1)或b2)或b3)或b4)或b5)所示的DNA分子：
b1)编码区是SEQIDNO：2自5’末端起第70至927位所示的DNA分子；
b2)核苷酸序列是SEQIDNO：2所示的DNA分子；
b3)核苷酸序列是SEQIDNO：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，且编码权利要求1中所述USB1蛋白的DNA分子；
b5)在严格条件下与b1)或b2)或b3)限定的核苷酸序列杂交，且编码权利要求1中所述USB1蛋白的DNA分子。


4.如权利要求1至3任一所述的应用，其特征在于：
所述调控植物株高为增加植物株高或降低植物...

【专利技术属性】
技术研发人员：张大鹏，毕超，马宇，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11