菊花TCPCm2-1蛋白及其编码基因的应用制造技术

本发明专利技术涉及植物基因工程技术领域，具体公开了菊花TCPCm2

【技术实现步骤摘要】
菊花TCPCm2
‑
1蛋白及其编码基因的应用


[0001]本专利技术涉及植物基因工程
，具体地说，涉及一种菊花TCPCm2
‑
1蛋白及其编码基因的应用。

技术介绍

[0002]菊花(Chrysanthemummorifolium)属于菊科菊属，是世界四大切花之一，也是重要的盆花和露地绿化用花卉。菊花的头状花序是其主要观赏部位，由舌状花和管状花组成，菊花的舌状花是两侧对称的单性花，雌蕊正常发育，雄蕊败育，舌状花位于头状花序的外轮，花冠伸长成两侧对称、颜色鲜艳，主要发挥了吸引授粉者的功能，而菊花的管状花是雌雄蕊正常发育的两性花，位于舌状花的内侧，花冠小且常呈现半透明膜质，雌雄蕊伸出管状花花冠，利于授粉结实，因此管状花的主要功能是繁衍后代。
[0003]杂交育种是菊花的重要育种方法，由于菊花的自花授粉仍有一定的结实率，所以严格的杂交育种需要进行去雄、套袋等工作，如果利用舌状花的雌蕊进行授粉则要对舌状花瓣进行削剪(因为舌状花较长，要削剪掉一段才能使雌蕊的柱头露出来)，要耗费大量的人力物力。
[0004]因此，有必要创制雄蕊败育的菊花材料。

技术实现思路

[0005]TCP转录因子是植物特有的一类转录因子，本专利技术在菊花中克隆了TCP转录因子家族的基因TCPCm2
‑
1，构建了过表达载体，利用纳米磁珠花粉介导法导入菊花，获得了4个整株雄蕊败育的菊花株系，证明该基因过表达可以抑制菊花管状花雄蕊的正常发育，进而提出了其相关应用。
[0006]本专利技术的具体方案如下：
[0007]本专利技术提供了菊花TCPCm2
‑
1蛋白或其编码基因、或含有其编码基因的生物材料在以下方面的应用：
[0008](1)抑制植物雄蕊正常发育；
[0009](2)创制或选育植物雄蕊败育株系；
[0010](3)植物雄蕊败育种质资源改良；
[0011](4)使植物花瓣退化或缺失；
[0012](5)创制或选育植物花瓣退化或缺失株系。
[0013]本专利技术中，所述菊花TCPCm2
‑
1蛋白具有以下任意一种氨基酸序列：
[0014]1)SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列；或
[0015]2)SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列经过一个或多个氨基酸残基的替换、缺失或插入获得的具有相同功能蛋白的氨基酸序列。
[0016]应当理解，本领域技术人员可根据本专利技术公开的氨基酸序列，在不影响其活性的前提下，取代、缺失和/或增加一个或几个氨基酸，得到所述蛋白的突变序列。
[0017]本专利技术中，所述菊花TCPCm2
‑
1蛋白的编码基因具有以下任一种核苷酸序列：
[0018](1)SEQ ID NO.2所示的核苷酸序列，或
[0019](2)SEQ ID NO.2所示的核苷酸序列经过一个或多个核苷酸的替换、缺失或插入获得的具有相同功能蛋白的编码核苷酸序列；
[0020](3)在严格条件下可以与SEQ ID NO.2所示的核苷酸序列进行杂交的核苷酸序列。
[0021]本专利技术中，所述生物材料为表达盒、载体、宿主细胞或重组菌。
[0022]本专利技术中，所述植物为拟南芥或菊花。
[0023]本专利技术还提供了一种创制雄蕊败育的转基因植物株系的方法，其通过转基因、杂交、回交、自交或无性繁殖的方法，使植物表达或过表达菊花TCPCm2
‑
1基因；
[0024]优选地，所述转基因包括利用Ti质粒、植物病毒载体、直接DNA转化、显微注射、基因枪、电导、农杆菌介导、磁珠转化的方法将包含所述菊花TCPCm2
‑
1基因的重组表达载体导入植物中，获得转基因植物株系。
[0025]本专利技术另提供一种转基因植物或其后代，其包括编码菊花TCPCm2
‑
1蛋白的遗传物质，所述菊花TCPCm2
‑
1蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。
[0026]本专利技术可以创制植物(菊花、拟南芥等)雄蕊败育株系，败育株系的创制可以避免去雄、削花等繁重工作，应用于植物杂交育种中可以降低人力、物力投入，提高工作效率，具有非常重要的应用前景。此外，植物花粉是重要的致敏源之一，雄蕊败育后，解决了花粉污染的问题，更加促进了植物切花、盆花和地被植物在室内装饰和室外绿化中的广泛应用。
[0027]此外，本专利技术还可创制植物花瓣退化或缺失的株系，以为后续研究和应用提供基础。
附图说明
[0028]图1为部分T1代拟南芥株系发生死亡的照片；
[0029]图2为菊花TCPCm2
‑
1在转基因拟南芥中的表达情况图；
[0030]图3为转TCPCm2
‑
1基因拟南芥的表型观察照片；
[0031]图4为植物表达载体pMDC85的结构图；
[0032]图5为本专利技术转基因阳性株系根尖的GFP荧光图像；
[0033]图6为本专利技术转基因阳性株系的PCR凝胶电泳图；
[0034]图7为本专利技术纳米磁珠介导转化花粉授粉后的实生阳性种子苗生长过程照片；
[0035]图8为本专利技术雄蕊正常发育的株系(对照株系)及过表达TCPCm2
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1的败育株系的照片；
[0036]图9为本专利技术雄蕊败育株系的花序、舌状花、管状花、花蕊(雌蕊和败育雄蕊)照片；
[0037]图10为本专利技术雄蕊败育株系的花药、花粉电镜扫描图；
[0038]图11为本专利技术正常发育株系(对照株系)的舌状花、管状花、花药照片及花粉电镜扫描图。
具体实施方式
[0039]下面将结合实施例对本专利技术的优选实施方式进行详细说明。需要理解的是以下实施例的给出仅是为了起到说明的目的，并不是用于对本专利技术的范围进行限制。本领域的技
术人员在不背离本专利技术的宗旨和精神的情况下，可以对本专利技术进行各种修改和替换。
[0040]下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0041]实施例1
[0042]本专利技术质粒DNA的获得：
[0043]对金鱼草，拟南芥和菊科植物等物种中已经克隆出来的TCP家族的基因进行比对，根据其保守结构域设计简并引物(表1)。以菊花品种
‘
粉地毯
’
花蕾总RNA反转录的cDNA为模版，克隆菊花TCP基因的中间片段。利用RACE基因全长克隆技术，克隆菊花TCP基因的全长，命名为TCPCm2
‑
1，具体核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。其编码的蛋白氨基酸序列如SEQ ID NO.1所示。
[0044]表1 TCP类基因的简并引物
[0045][0046]利用质粒为模版、采用PCR的方法克隆基因，首先连接植物表达载体pCAM本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.菊花TCPCm2
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1蛋白或其编码基因、或含有其编码基因的生物材料在抑制植物雄蕊正常发育中的应用。2.菊花TCPCm2
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1蛋白或其编码基因、或含有其编码基因的生物材料在创制或选育植物雄蕊败育株系，或在植物雄蕊败育种质资源改良中的应用。3.菊花TCPCm2
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1蛋白或其编码基因、或含有其编码基因的生物材料在使植物花瓣退化或缺失中的应用。4.菊花TCPCm2
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1蛋白或其编码基因、或含有其编码基因的生物材料在创制或选育植物花瓣退化或缺失株系中的应用。5.根据权利要求1
‑
4任一所述的应用，其特征在于，所述菊花TCPCm2
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1蛋白具有以下任意一种氨基酸序列：1)SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列；或2)SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列经过一个或多个氨基酸残基的替换、缺失或插入获得的具有相同功能蛋白的氨基酸序列。6.根据权利要求1
‑
4任一所述的应用，其特征在于，所述菊花TCPCm2
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1蛋白的编码基因具有以下任一种核苷酸序列：(1)SEQ ID ...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘华，黄丛林，陈筱溪，陈海霞，郭双，罗昌，陈东亮，
申请(专利权)人：北京农业生物技术研究中心，
类型：发明
国别省市：