UP基因及其在植物改良中的应用制造技术

本发明专利技术提供了一种UP基因及其在植物改良中的应用。本发明专利技术揭示了一种新型植物调控基因，称为UP基因，其可以调控植物果柄朝向、花序形态和产量。本发明专利技术还提供了以UP基因或其编码的蛋白作为植物性状调控靶点的应用；UP基因是影响植物农艺性状的重要功能基因，可用于提高作物产量，设计改造植物器官形态。本发明专利技术还提供了UP基因的变体，由于终止密码子产生而导致UP蛋白提前终止，因此所述的UP基因、其变体以及它们编码的蛋白，还可以作为鉴别植物表型或产量的分子标记。

【技术实现步骤摘要】
UP基因及其在植物改良中的应用
本专利技术属于植物生物学领域，更具体地，本专利技术涉及UP基因及其在植物改良中的应用。
技术介绍
植物的向重性分为重力感知(Gravityperception)、信号转导(Signaltransduction)、信号传递(Signaltransmission)和弯曲反应(Curvatureresponse)四个阶段。植物感知重力信号后，通过淀粉体沉降形成的物理信号，并转化成生理学信号，依次传递到伸长区(Elongationzones，EZs)。EZ通过促进或抑制细胞的伸长实现向性生长。1900年，Haberlandt和Nemec分别在紫鸭趾草茎节细胞和两栖焊菜根尖细胞中发现了能移动的淀粉体，并把这种能移动的淀粉体叫做耳石或平衡石，建立了“淀粉粒-平衡石假说”，认为重力的识别是由含淀粉体细胞沉降介导。在根中，位于根冠的最外两层柱状细胞内含有淀粉体，是对重力感知敏感的细胞。在茎中，围绕维管束系统的内皮层细胞含有淀粉体。生长素是植物最重要的激素之一，参与调控植物的器官发生、形态建成、组织分化、顶端优势、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种调节植物果柄朝向、花序形态和产量的方法，其特征在于，包括：调节植物中UP基因或其编码的蛋白的表达，从而调节植物果柄朝向、花序形态和产量；所述的UP基因或其编码的蛋白包括其同源物。/n

【技术特征摘要】
1.一种调节植物果柄朝向、花序形态和产量的方法，其特征在于，包括：调节植物中UP基因或其编码的蛋白的表达，从而调节植物果柄朝向、花序形态和产量；所述的UP基因或其编码的蛋白包括其同源物。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法选自：
(a)下调UP基因或其编码的蛋白的表达，从而使植物果柄朝上，花序轴的顶端朝上生长，或提高植物的果重、单株果实数、单株坐果花序数或产量；
(b)上调UP基因或其编码的蛋白的表达，从而使植物果柄朝下，花序轴的顶端朝下生长，地上部分向重性缺失。


3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，下调UP基因或其编码的蛋白的表达包括：在植物中敲除或沉默UP基因，或抑制UP蛋白的活性；较佳地，包括：以特异性干扰UP基因表达的干扰分子来沉默UP基因，以CRISPR系统进行基因编辑从而敲除UP基因，以同源重组的方法敲除UP基因。


4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，对UP基因进行改造使其提前出现终止子；所述的改造包括：对UP基因进行定点突变，基因编辑或同源重组。


5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，上调UP基因或其编码的蛋白的表达包括：将UP基因或含有该基因的表达构建物或载体转入植物中。


6.如权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述的提前出现终止子为相应于SEQIDNO:2所示氨基酸序列中第130位氨基酸对应的密码子或其之前的密码子转为终止子；或相应于SEQIDNO:6所示氨基酸序列出现提前终止突变或改造。


7.一种UP基因、其编码的蛋白或它们的调节剂的用途，用于调节植物果柄朝向、花序形态和产量；所述的UP基因或其编码的蛋白包括其同源物。


8.如权利要求7所述的用途，其特征在于，所述调节剂为UP基因或其编码的蛋白的下调剂，用于使植物果柄朝上，花序轴的顶端朝上生长，或提高植物的果重、单株果实数、单株坐果花序数或产量；或
所述调节剂为UP基因或其编码的蛋白、含有UP基因的表达构建物或载体，用于使植物果柄朝下，花序轴的顶端朝下生长或地上部分向重性缺失。


9.一种植物UP基因或其编码的蛋白的用途，用于作为鉴定植物果柄朝向、花序形态和产量的分子标记；所述UP基因或其编码的蛋白包括它们的同源物。


10.一种筛选调节植物果柄朝向、花序形态和产量的调节剂的方法，其特征在于，所述方法包括：
(1)将候选物质加入到含有UP基因或其编码的蛋白的体系中；
(2)检测所述体系中，观测(1)的体系中UP基因或其编码的蛋白的表达或活性；若所述候选物质下调UP基因或其编码的蛋白的表达或活性，则表明该候选物质是使植物果柄朝上、花序轴的顶端朝上生长或提高植物果重、单株果实数、单株坐果花序数或产量的调节剂；若所述候选物质上调UP基因或其编码的蛋白，则表明该候选物质是使植物果柄朝下、花序轴的顶端朝下生长或地上部分向重性缺失的调节剂；
其中，所述UP基因或其编码的蛋白包括它们的同源物。


11.一种定向选择或鉴定植物果柄朝向、花序形态或产量的方法，其特征在于，所述方法包括：鉴定测试植物中UP基因或其编码的蛋白的表达：
若是该测试植物的UP基因或其编码的蛋白的表达显著低于该类植物UP基因或其编码的蛋白的平均表达值，则其为果柄朝上，花序轴的顶端朝上生长，果重、单株果实数、单株坐果花序数或产量提高的植物；
若是该测试植物的UP基因或其编码的蛋白的表达显著高于该类植物UP基因或其编码的蛋白的平均表达值，则其为果柄朝下，花序轴的顶端朝下生长或地上部分向重性缺失的植物；
其中，所述UP基因或其编码的蛋白包括它们的同源物。


12.一种特异性鉴定植物的果柄朝向、花序形态或产量表型的方法，其特征在于，所述方法包括：鉴定待测植物的UP基因或其编码的蛋白，若不存在导致提前出现终止子的基因突变或表达全长UP蛋白，则表明该待测植物为果柄朝下、花序轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖晗，江铸颜，张虹，
申请(专利权)人：中国科学院分子植物科学卓越创新中心，
类型：发明
国别省市：上海;31