GA3ox1蛋白在调控苜蓿株型中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种利用基因编辑技术培育矮化株型和/或紧凑株型和/或匍匐株型苜蓿的方法。本发明专利技术提供了GA3ox1蛋白或其编码基因在调控苜蓿株型中的应用。在苜蓿中敲除GA3ox1蛋白编码基因，其蛋白表达量和/或活性降低或失活，苜蓿中赤霉素含量降低。实验证明，苜蓿GA3ox1基因敲除植株与野生型相比株高和节间长度显著降低，呈矮化和/或紧凑和/或匍匐状株型。利用基因编辑技术靶向GA3ox1，快速且高效地获得紫花苜蓿新株型，对于苜蓿套种、间作等应用具有重要意义。应用具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
GA3ox1蛋白在调控苜蓿株型中的应用


[0001]本专利技术涉及生物
，特别涉及GA3ox1蛋白在调控苜蓿株型中的应用。

技术介绍

[0002]紫花苜蓿是多年生豆科植物，具有产量高、品质优、营养价值丰富和适应性强等特性，被誉为“牧草之王”。紫花苜蓿具有重要的农业生产价值，除了作为优质饲用作物，还能与青贮玉米套种，以增强土壤固氮微生物活性，提高根际土壤营养元素利用效率，增进土壤肥力，促进植物生长发育；果园套种紫花苜蓿，有利于果园形成良性循环的生态系统，提高果树种植产生的经济效应，推动饲料生产，进而推进畜牧业发展；紫花苜蓿与其它主栽作物间作，能够有效提高地表覆盖率，减少水分的散失，同时抑制杂草的生长。但是，大多数紫花苜蓿栽培种呈现直立性状，株高较高，在很大程度上限制了以上农事活动的有效性和便利性；而匍匐性状在保持其它生产优势的基础上，更有利于套种、间作应用。目前，天然匍匐型紫花苜蓿材料极少，综合农艺表现差，难以通过传统的育种方式进行遗传改良；利用生物技术，尤其是基因编辑技术，能够以栽培紫花苜蓿为遗传背景，高效地构建综合表现优良的匍匐型紫花苜蓿。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是如何快速、高效的获得矮化和/或紧凑和/或匍匐型株型的苜蓿。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供蛋白质或调控基因的表达的物质或调控所述蛋白质活性或含量的物质在调控苜蓿株型中的应用，所述基因编码所述蛋白质，所述蛋白质为MsGA3ox1或MtGA3ox1；
[0005]所述MsGA3ox1是如下a1)
‑
a3)任一种蛋白质：
[0006]a1)氨基酸序列是序列表中序列1所示的蛋白质；
[0007]a2)将a1)所示的氨基酸序列经过一个或几个以上氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的与a1)所示的氨基酸序列具有60％以上同一性，且与苜蓿株型相关的蛋白质；
[0008]a3)在a1)或a2)的N端或/和C端连接标签得到的融合蛋白质；
[0009]所述MtGA3ox1是如下b1)
‑
b3)任一种蛋白质：
[0010]b1)氨基酸序列是序列表中序列2所示的蛋白质；
[0011]b2)将b1)所示的氨基酸序列经过一个或几个以上氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的与b1)所示的氨基酸序列具有60％以上同一性，且与苜蓿株型相关的蛋白质；
[0012]b3)在b1)或b2)的N端或/和C端连接标签得到的融合蛋白质。
[0013]进一步地，所述的应用中，a2)所述的蛋白质包括MsGA3ox1/
‑
8bp
‑
L3、MsGA3ox1/
‑
36bp、MsGA3ox1/
‑
9bp、MsGA3ox1/+1bp、MsGA3ox1/
‑
8bp
‑
L15、MsGA3ox1/
‑
7bp、MsGA3ox1/
‑
72bp，
[0014]所述MsGA3ox1/
‑
8bp
‑
L3为由MsGA3ox1/
‑
8bp
‑
L3基因编码的蛋白质，所述MsGA3ox1/
‑
8bp
‑
L3基因是将序列表中序列3的第350
‑
357位的核苷酸共8个碱基缺失、保持序列3的其他核苷酸序列不变得到的DNA分子；
[0015]所述MsGA3ox1/
‑
36bp为由MsGA3ox1/
‑
36bp基因编码的蛋白质，所述MsGA3ox1/
‑
36bp基因是将序列表中序列3的第320
‑
355位的核苷酸共36个碱基缺失、保持序列3的其他核苷酸序列不变得到的DNA分子；
[0016]所述MsGA3ox1/
‑
9bp为由MsGA3ox1/
‑
9bp基因编码的蛋白质，所述MsGA3ox1/
‑
9bp基因是将序列表中序列3的第351
‑
359位的核苷酸共9个碱基缺失、保持序列3的其他核苷酸序列不变得到的DNA分子；
[0017]所述MsGA3ox1/+1bp为由MsGA3ox1/+1bp基因编码的蛋白质，所述MsGA3ox1/+1bp基因是将序列表中序列3的第350
‑
351之间的核苷酸插入了一个碱基G、保持序列3的其他核苷酸序列不变得到的DNA分子；
[0018]所述MsGA3ox1/
‑
8bp
‑
L15为由MsGA3ox1/
‑
8bp
‑
L15基因编码的蛋白质，所述MsGA3ox1/
‑
8bp
‑
L15基因是将序列表中序列3的第351
‑
358位的核苷酸共8个碱基缺失、保持序列3的其他核苷酸序列不变得到的DNA分子；
[0019]所述MsGA3ox1/
‑
7bp为由MsGA3ox1/
‑
7bp基因编码的蛋白质，所述MsGA3ox1/
‑
7bp基因是将序列表中序列3的第351
‑
357位的核苷酸共7个碱基缺失、保持序列3的其他核苷酸序列不变得到的DNA分子；
[0020]所述MsGA3ox1/
‑
72bp为由MsGA3ox1/
‑
72bp基因编码的蛋白质，所述MsGA3ox1/
‑
72bp基因是将序列表中序列3的第351
‑
422位的核苷酸共72个碱基缺失、保持序列3的其他核苷酸序列不变得到的DNA分子；
[0021]b2)所述的蛋白质包括MtGA3ox1/+1bp
‑
L4、MtGA3ox1/
‑
10bp、MtGA3ox1/
‑
19bp、MtGA3ox1/+2bp、MtGA3ox1/
‑
216bp、MtGA3ox1/+1bp
‑
L11，
[0022]所述MtGA3ox1/+1bp
‑
L4为由MtGA3ox1/+1bp
‑
L4基因编码的蛋白质，所述MtGA3ox1/+1bp
‑
L4基因是将序列表中序列4第255
‑
256位的核苷酸之间增加一个碱基C、保持序列4的其他核苷酸序列不变得到的DNA分子；
[0023]所述MtGA3ox1/
‑
10bp为由MtGA3ox1/
‑
10bp基因编码的蛋白质，所述MtGA3ox1/
‑
10bp基因是将序列表中序列4第330
‑
339位的核苷酸共10个碱基缺失、保持序列本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.蛋白质或调控基因的表达的物质或调控所述蛋白质活性或含量的物质在调控苜蓿株型中的应用，所述基因编码所述蛋白质，所述蛋白质为MsGA3ox1或MtGA3ox1；所述MsGA3ox1是如下a1)
‑
a3)任一种蛋白质：a1)氨基酸序列是序列表中序列1所示的蛋白质；a2)将a1)所示的氨基酸序列经过一个或几个以上氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的与a1)所示的氨基酸序列具有60％以上同一性，且与苜蓿株型相关的蛋白质；a3)在a1)或a2)的N端或/和C端连接标签得到的融合蛋白质；所述MtGA3ox1是如下b1)
‑
b3)任一种蛋白质：b1)氨基酸序列是序列表中序列2所示的蛋白质；b2)将b1)所示的氨基酸序列经过一个或几个以上氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的与b1)所示的氨基酸序列具有60％以上同一性，且与苜蓿株型相关的蛋白质；b3)在b1)或b2)的N端或/和C端连接标签得到的融合蛋白质。2.如权利要求1所述的应用，其特征在于，a2)所述的蛋白质包括MsGA3ox1/
‑
8bp
‑
L3、MsGA3ox1/
‑
36bp、MsGA3ox1/
‑
9bp、MsGA3ox1/+1bp、MsGA3ox1/
‑
8bp
‑
L15、MsGA3ox1/
‑
7bp、MsGA3ox1/
‑
72bp，所述MsGA3ox1/
‑
8bp
‑
L3为由MsGA3ox1/
‑
8bp
‑
L3基因编码的蛋白质，所述MsGA3ox1/
‑
8bp
‑
L3基因是将序列表中序列3的第350
‑
357位的核苷酸共8个碱基缺失、保持序列3的其他核苷酸序列不变得到的DNA分子；所述MsGA3ox1/
‑
36bp为由MsGA3ox1/
‑
36bp基因编码的蛋白质，所述MsGA3ox1/
‑
36bp基因是将序列表中序列3的第320
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355位的核苷酸共36个碱基缺失、保持序列3的其他核苷酸序列不变得到的DNA分子；所述MsGA3ox1/
‑
9bp为由MsGA3ox1/
‑
9bp基因编码的蛋白质，所述MsGA3ox1/
‑
9bp基因是将序列表中序列3的第351
‑
359位的核苷酸共9个碱基缺失、保持序列3的其他核苷酸序列不变得到的DNA分子；所述MsGA3ox1/+1bp为由MsGA3ox1/+1bp基因编码的蛋白质，所述MsGA3ox1/+1bp基因是将序列表中序列3的第350
‑
351之间的核苷酸插入了一个碱基G、保持序列3的其他核苷酸序列不变得到的DNA分子；所述MsGA3ox1/
‑
8bp
‑
L15为由MsGA3ox1/
‑
8bp
‑
L15基因编码的蛋白质，所述MsGA3ox1/
‑
8bp
‑
L15基因是将序列表中序列3的第351
‑
358位的核苷酸共8个碱基缺失、保持序列3的其他核苷酸序列不变得到的DNA分子；所述MsGA3ox1/
‑
7bp为由MsGA3ox1/
‑
7bp基因编码的蛋白质，所述MsGA3ox1/
‑
7bp基因是将序列表中序列3的第351
‑
357位的核苷酸共7个碱基缺失、保持序列3的其他核苷酸序列不变得到的DNA分子；所述MsGA3ox1/
‑
72bp为由MsGA3ox1/
‑
72bp基因编码的蛋白质，所述MsGA3ox1/
‑
72bp基因是将序列表中序列3的第351
‑
422位的核苷酸共72个碱基缺失、保持序列3的其他核苷酸序列不变得到的DNA分子；b2)所述的蛋白质包括MtGA3ox1/+1bp
‑
L4、MtGA3ox1/
‑
10bp、MtGA3ox1/
‑
19bp、MtGA3ox1/+2bp、MtGA3ox1/
‑
216bp、MtGA3ox1/+1bp
‑
L11，所述MtGA3ox1/+1bp
‑
L4为由MtGA3ox1/+1bp
‑
L4基因编码的蛋白质，所述MtGA3ox1/+
1bp
‑
L4基因是将序列表中序列4第255
‑
256位的核苷酸之间增加一个碱基C、保持序列4的其他核苷酸序列不变得到的DNA分子；所述MtGA3ox1/
‑
10bp为由MtGA3ox1/
‑
10bp基因编码的蛋白质，所述MtGA3ox1/
‑
10bp基因是将序列表中序列4第330
‑
339位的核苷酸共10个碱基缺失、保持序列4的其他核苷酸序列不变得到的DNA分子；所述MtGA3ox1/
‑
19bp为由MtGA3ox1/
‑
19bp基因编码的蛋白质，所述MtGA3ox1/
‑
19bp基因是将序列表中序列4第329
‑
347位的核苷酸共19个碱基缺失、保持序列4的其他核苷酸序列不变得到的DNA分子；所述MtGA3ox1/+2bp为由MtGA3ox1/+2bp基因编码的蛋白质，所述MtGA3ox1/+2bp基因是将序列表中序列4第331
‑
332的核苷酸之间插入两个碱基GA、保持序列4的其他核苷酸序列不变得到的DNA分子；所述MtGA3ox1/
‑
216bp为由MtGA3ox1/
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216bp基因编码的蛋白质，所述MtGA3ox1/
‑
216bp基因是将序列表中序列4第169
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384位的核苷酸共216个碱基缺失、保持序列4的其他核苷酸序列不变得到的DNA分子；所述MtGA3ox1/+1bp
‑
L11为由MtGA3ox1/+1bp
‑
L11基因编码的蛋白质，所述MtGA3ox1/+1bp
‑
L11基因是将序列表中序列4第331
‑
332位的核苷酸之间增加一个碱基G、保持序列4的其他核苷酸序列不变得到的DNA分子。3.如权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述蛋白质来源于苜蓿。4.与权利要求1所述蛋白质相关的生物材料在调控苜蓿株型中的应用，其特征在于，与权利要求1中所述蛋白质相关的生物材料为下述任一种：A1)编码权利要求1中所述蛋白质的核酸分子；A2)含有A1)所述核酸分子的表达盒；A3)含有A1)所述核酸分子的重组载体、或含有A2)所述表达盒的重组载体；A4)含有A1)所述核酸分子的重组微生物、或含有A2)所述表达盒的重组微生物、或含有A3)所述重组载体的重组微生物；A5)含有A1)所述核酸分子的转基因植物细胞系、或含有A2)所述表达盒的转基因植物细胞系；A6)含有A1)所述核酸分子的转基因植物组织、或含有A2)所述表达盒的转基因植物组织；A7)含有A1)所述核酸分子的转基因植物器官、或含有A2)所述表达盒的转基因植物器官；A8)抑制或降低权利要求1中所述蛋白质的编码基因的表达或权利要求1中所述蛋白质的活性的核酸分子；A9)含有A8)所述核酸分子的表达盒、重组载体、重组微生物或转基因植物细胞系。5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于：A1)所述核酸分子为如下g1)
‑
g4)任一项所示的DNA分子：g1)编码链的编码序列为序列表中序列3的DNA分子；g2)与g1)所述DNA分子具有60％以上的同一性，且编码调控苜蓿株型相关蛋白质的DNA分子；
g3)编码链的编码序列为序列表中序列4所示的DNA分子；g4)与g3)所述DNA分子具有60％以上的同一性，且编码调控苜蓿株型相关蛋白质的DNA分子；A8)所述核酸分子为表达靶向所述权利要求1中b1)所述蛋白编码基因的gRNA的DNA分子或为靶向权利要求1中b1)所述蛋白编码基因的gRNA；所述gRNA包括sgRNA1和sgRNA2。6.如权利要求5所述的应用，其特征在于，g2)所述的DNA分子包括：MsGA3ox1/
‑
8bp
‑
L3基因、MsGA3ox1/
‑
36bp基因、MsGA3ox1/
‑
9bp基因、MsGA3ox1/+1bp基因、MsGA3ox1/
‑
8bp
‑
L15基因、MsGA3ox1/
‑
7bp基因、MsGA3ox1/
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72bp基因，所述MsGA3ox1/
‑
8bp
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L3基因是将序列表中序列3的第350
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357位的核苷酸共8个碱基缺失、保持序列3的其他核苷酸序列不变得到的DNA分子；所述MsGA3ox1/
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36bp基因是将序列表中序列3的第320

【专利技术属性】
技术研发人员：王涛，董江丽，刘金玲，郑丽华，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：