一种植物调节开花相关蛋白TaSOD及其编码基因和应用制造技术

本发明专利技术涉及基因工程领域，具体涉及一种植物调节开花相关蛋白TaSOD及其编码基因和应用。其蛋白序列如SEQ ID NO:1所示，本发明专利技术以小麦光温敏雄性不育系BS366为实验材料，得到了调节开花相关的TaSOD基因，并将其导入拟南芥，显著促进提前开花。本发明专利技术的调节开花的相关蛋白及其编码基因对进行植物品种改良，能够缩短作物收成期具有十分重要的理论和实际意义。作物收成期具有十分重要的理论和实际意义。作物收成期具有十分重要的理论和实际意义。

【技术实现步骤摘要】
一种植物调节开花相关蛋白TaSOD及其编码基因和应用


[0001]本专利技术涉及基因工程领域，具体涉及一种植物调节开花相关蛋白TaSOD及其编码基因和应用。

技术介绍

[0002]开花是植物从营养生长进入生殖生长的重要阶段，是一个重要的农艺性状。植物的不同开花时间，决定其适应的不同的气候及生长环境。在外界环境及内源激素及基因的调控影响下，植物可以通过调节开花时间，是延迟或者提前开花，控制营养生长或生殖生长，从而避免逆境对其的伤害，对提高作物产量具有重要意义。
[0003]小麦是世界广泛种植的一种主要农作物，也是人类的主要口粮来源，目前利用光温敏雄性不育系的二系杂交法已经成为杂交小麦育种的主流方法之一，得到了大面积的推广。光温敏雄性不育系开花期遭遇冷空气，其花粉发生败育，进而完成二系的杂交过程。花粉的败育程度决定杂交小麦的制种纯度。
[0004]超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase，SOD)是植物中一种主要的抗氧化酶，在植物应对逆境胁迫及抗衰老中起重要作用。可保护植物免受过量ROS的损伤。它可以通过歧化作用将ROS催化生成氧分子和过氧化氢：O2‑
+O2‑
+H+
→
O2+H2O2，过氧化氢又能在过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)的作用下分解为水，从而高效，无害的清除掉植物体内多余ROS。
[0005]目前关于SOD在小麦中主要是抗逆功能方面的报道。王鹏等发现光温敏型雄性不育小麦的可育与不育植株花药在不同时期的SOD活性和花药中过氧化程度有显著区别，不育花药的SOD活性在其育性敏感时期较可育花药有明显的下调趋势，且不育花药的过氧化程度极显著高于可育花药，表明SOD的表达可能影响与雄蕊发育。但是SOD对开花时间调控的作用尚未报道。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种调节开花相关蛋白TaSOD。
[0007]本专利技术的再一目的是提供编码上述调节开花相关蛋白TaSOD的编码基因。
[0008]本专利技术的另一目的是提供包含上述基因的重组载体。
[0009]本专利技术的另一目的是提供包含上述基因的转基因细胞系。
[0010]本专利技术的另一目的提供上述调节开花相关蛋白TaSOD的应用。
[0011]本专利技术所提供的调节开花相关蛋白TaSOD，来源于小麦光温敏雄性不育系BS366，其蛋白序列如SEQ ID NO：1：
[0012]MAGKPGSLKGVALISGGGADSAVAGALHFVQDPSSGYTEVRGRVSGLAPGLHGFHIHAFG 60DTTNGCNSTGPHFNPHNKSHGAPVDDERHVGDLGNIQANKDGVAEIFIKDLQISLRGPHSI 120LGRAVVVHADSDDLGKGGHELSKSTGNAGARIGCGIIGIQPAV
‑
164
[0013]本专利技术的蛋白由164个氨基酸残基组成，属于铜锌超氧化物歧化酶家族。
[0014]为了使TaSOD蛋白便于纯化，可在由SEQ ID NO：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表1所示的标签。
[0015]表1标签的序列
[0016]标签残基序列Poly
‑
Arg5
‑
6(通常为5个)RRRRRPoly
‑
His2
‑
10(通常为6个)HHHHHHFLAG8DYKDDDDKStrep
‑
tag8WSHPQFEKc
‑
myc10EQKLISEEDL
[0017]根据本专利技术的TaSOD编码基因具有如SEQ ID NO：2所示核苷酸序列。
[0018]SEQ ID NO：2：
[0019][0020]含有TaSOD基因的重组表达载体、转基因细胞系及重组菌均属于本专利技术的保护范围。
[0021]可用现有的植物表达载体构建含有TaSOD基因的重组表达载体。所述植物表达载体包括双元表达载体系统和可用于植物微弹轰击法的载体等。所述植物表达载体还可包含外源基因的3
’
端非翻译区域，即包含聚腺苷酸信号和任何其它参与mRNA加工或基因表达的DNA片段。所述聚腺苷酸信号可引导聚腺苷酸加入到mRNA前体的3
’
端，如农杆菌冠瘿瘤诱导(Ti)质粒基因(如胭脂合成酶Nos基因)、植物基因3
’
端转录的非翻译区均具有类似功能。
[0022]使用本专利技术的基因构建植物重组表达载体时，在其转录起始核苷酸前可加上任何一种增强型启动子或组成型启动子，如花椰菜花叶病毒(CaMV)35S启动子、玉米的泛素启动子(Ubiquitin)，它们可单独使用或与其它植物启动子结合使用；此外，还可使用增强子，包括翻译增强子或转录增强子，这些增强子区域可以是ATG起始密码子或邻接区域起始密码子等，但必需与编码序列的阅读框相同，以保证整个序列的正确翻译。所述翻译控制信号和起始密码子的来源是广泛的，可以是天然的，也可以是合成的。翻译起始区域可以来自转录起始区域或结构基因。
[0023]为了便于对转基因植物细胞或植物进行鉴定及筛选，可对所用植物表达载体进行加工，如加入可在植物中表达的编码可产生颜色变化的酶或发光化合物的基因(GUS基因、萤光素酶基因等)、具有抗性的抗生素标记物(庆大霉素标记物、卡那霉素标记物等)或是抗化学试剂标记基因(如抗除莠剂基因)等。从转基因植物的安全性考虑，可不加任何选择性标记基因，直接以逆境筛选转化植株。
[0024]本专利技术的另一个目的是提供一种促进植物提前开花的方法。
[0025]所提供的促进植物提前开花的方法，包括将上述含有TaSOD基因的重组表达载体导入植物细胞中。携带有编码基因的表达载体可通过使用Ti质粒、Ri质粒、植物病毒载体、直接DNA转化、显微注射、电导、农杆菌介导等常规生物学方法转化植物细胞或组织，并将转化的植物组织培育成植株。被转化的植物宿主既可以是单子叶植物，也可以是双子叶植物，如：烟草、小麦、长穗偃麦草、拟南芥、水稻、玉米、黄瓜、番茄、杨树、草坪草、苜宿等。
[0026]本专利技术以小麦光温敏雄性不育系BS366为实验材料，得到了调节开花相关的TaSOD基因，并将其导入拟南芥，显著促进提前开花。本专利技术的调节开花的相关蛋白及其编码基因对进行植物品种改良，能够缩短作物收成期具有十分重要的理论和实际意义。
附图说明
[0027]图1显示调节开花相关的TaSOD基因的cDNA克隆，以小麦光温敏雄性不育系BS366为模板，PCR扩增TaSOD的cDNA片段，1,2，BS366的TaSOD基因片段；M，DL2000 marker(100，250，500，750，1000，2000bp)；
[0028]图2显示转基因拟南芥T1代株系的PCR鉴定，M：Trans2K Plus DNA marker；1：阴性对照；2～4为转基因拟南芥株系；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种植物调节开花相关蛋白TaSOD，其特征在于，其氨基酸序列如SEQ ID NO:1所示。2.一种植物调节开花相关基因TaSOD，其特征在于，编码权利要求1所述的植物调节开花相关蛋白TaSOD。3.如权利要求2所述的植物调节开花相关基因TaSOD，其特征在于，其碱基序列如SEQ ID NO:2所示。4.包含权利要求2所述植物调节开花相关基因TaSOD的重组载体。5.包含权利要求2所述植物调节...

【专利技术属性】
技术研发人员：张立平，苑少华，白建芳，赵昌平，张胜全，李艳梅，刘子涵，郭昊宇，张天豹，
申请(专利权)人：北京市农林科学院，
类型：发明
国别省市：