Tango蛋白、其相关生物材料以及植物育种方法技术

本发明专利技术公开了Tango蛋白、其相关生物材料以及植物育种方法。本发明专利技术提供的植物育种的方法，包括增加或降低目的植物中Tango蛋白的含量和/或活性，从而调控植物的抗旱性；所述Tango蛋白为如下b1)

【技术实现步骤摘要】
Tango蛋白、其相关生物材料以及植物育种方法


[0001]本专利技术涉及生物
，尤其是涉及Tango蛋白、其相关生物材料以及植物育种方法。

技术介绍

[0002]Tango具有一个功能未知的结构域，根据该结构域，将同源基因归类为DUF833家族。该基因早先在人类和果蝇中被发现，其同源基因在果蝇中参与蛋白质分选和高尔基体组装过程。在野生番茄向栽培番茄的驯化过程中，Tango在番茄中的同源基因Cwp1被沉默掉，而野生番茄中该基因表达，采摘后番茄果实表皮蜡形成微裂缝，加速非气孔类失水，从而导致采摘后野生番茄果实七天内迅速萎缩，而栽培番茄中该基因并不表达，从而造成非脱水表型。但关于Tango基因的作用机制目前研究较少。
[0003]玉米是世界上分布最广的作物之一，在我国的种植面积广泛，种植面积仅次水稻和小麦，但我国大部分玉米种植区域面临干旱少雨，灌溉设施和水资源不足的难题，限制了我国的玉米产量提高。培育能提高水分利用效率的抗旱新品种显得很有必要。但传统育种方式育种周期长，且结果具有不可预测性。相较于传统育种，分子育种具有独特的优势，其筛选周期短，突破了种间杂交的限制，且具有很强的定向性，结果可预见。若该性状可以稳定遗传，有望提高作物在逆境下的产量，对解决环境胁迫导致的减产有重要意义。同时，转基因过表达和基因编辑技术还可以用于基础研究工作，通过研究基因的作用机制和生物学功能，能为新品种培育提供更多的理论依据。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种植物育种的方法，包括增加或降低目的植物中Tango蛋白的含量和/或活性，从而调控植物的抗旱性。
[0005]所述Tango蛋白为如下b1)-b4)任意一种蛋白质：
[0006]b1)氨基酸序列是序列表中SEQ ID No.2的蛋白质；
[0007]b2)由编码区如SEQ ID No.3所示的基因编码的蛋白质；
[0008]b3)由序列表中SEQ ID No.1所示的基因编码的蛋白质；
[0009]b4)将序列表中SEQ ID No.2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/或添加得到的具有相同生物学功能的蛋白质。
[0010]上述的调控植物的抗旱性可指降低植物的抗旱性或提高植物的抗旱性。
[0011]可选地，根据上述的方法，所述增加或降低目的植物中Tango蛋白的含量和/或活性为调控Tango蛋白编码基因表达，例如将调控Tango蛋白编码基因表达的物质导入所述目的植物中。
[0012]上述方法中，调控Tango蛋白编码基因表达可为抑制或降低Tango蛋白编码基因表达，也可为提高Tango蛋白编码基因表达。
[0013]例如，该植物育种的方法包括将抑制或降低Tango蛋白编码基因表达的物质导入
所述目的植物，从而提高所述目的植物的抗旱性。
[0014]又例如，该植物育种的方法包括将提高Tango蛋白编码基因表达的物质导入所述目的植物，从而降低所述目的植物的抗旱性。
[0015]上述方法中，所述调控基因表达的物质可为进行如下6种调控中至少一种调控的物质：1)在所述基因转录水平上进行的调控；2)在所述基因转录后进行的调控(也就是对所述基因的初级转录物的剪接或加工进行的调控)；3)对所述基因的RNA转运进行的调控(也就是对所述基因的mRNA由细胞核向细胞质转运进行的调控)；4)对所述基因的翻译进行的调控；5)对所述基因的mRNA降解进行的调控；6)对所述基因的翻译后的调控(也就是对所述基因翻译的蛋白质的活性进行调控)。
[0016]上述方法中，所述抑制或降低Tango蛋白编码基因表达可通过基因敲除实现或通过基因沉默实现。
[0017]所述基因敲除(geneknockout)是指通过同源重组使特定靶基因失活的现象。基因敲除是通过DNA序列的改变使特定靶基因失活。
[0018]所述基因沉默是指在不损伤原有DNA的情况下使基因不表达或低表达的现象。基因沉默以不改变DNA序列为前提，使基因不表达或低表达。基因沉默可发生在两种水平上，一种是由于DNA甲基化、异染色质化以及位置效应等引起的转录水平的基因沉默，另一种是转录后基因沉默，即在基因转录后的水平上通过对靶标RNA进行特异性抑制而使基因失活，包括反义RNA、共抑制(co-suppression)、基因压抑(quelling)、RNA干扰(RNAi)和微小RNA(miRNA)介导的翻译抑制等。
[0019]上述方法中，所述抑制或降低Tango蛋白编码基因表达可通过CRISPR-Cas9系统实现。所述CRISPR-Cas9系统包括表达靶向Tango蛋白编码基因的sgRNA的载体。
[0020]上述方法中，所述提高Tango蛋白编码基因表达可通过多拷贝、改变启动子、调控因子、转基因等本领域熟知的方法实现。例如，将Tango蛋白编码基因过表达载体导入所述目的植物，所述Tango蛋白编码基因过表达载体具体可为实施例提及的重组质粒pBCXUN-Tango。
[0021]可选地，根据上述的方法，所述调控Tango蛋白编码基因表达的物质为下述B1)至B6)中的任意一种：
[0022]B1)编码所述Tango蛋白的核酸分子；
[0023]B2)含有B1)所述核酸分子的表达盒；
[0024]B3)含有B1)所述核酸分子的重组载体、或含有B2)所述表达盒的重组载体；
[0025]B4)降低或抑制所述Tango蛋白表达的核酸分子；
[0026]B5)含有B4)所述核酸分子的表达盒；
[0027]B6)含有B4)所述核酸分子的重组载体、或含有B5)所述表达盒的重组载体。
[0028]可选地，根据上述的方法，所述B1)核酸分子为如下a1)-a4)中的任意一种：
[0029]a1)编码区序列如SEQ ID No.3所示的DNA分子；
[0030]a2)核苷酸序列是序列表中SEQ ID No.1所示的DNA分子；
[0031]a3)与a1)或a2)限定的核苷酸序列具有90％或90％以上同一性，来源于玉米且编码所述Tango蛋白的DNA分子；
[0032]a4)在严格条件下与a1)或a2)限定的核苷酸序列杂交，且编码所述Tango蛋白的
DNA分子。
[0033]上述“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Tango蛋白的核苷酸序列具有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。
[0034]上述的Tango蛋白、编码所述Tango蛋白的核酸分子、与Tango蛋白相关的生物材料也属于本专利技术的保护范围之内。
[0035]可选地，编码所述Tango蛋白的核酸分子为Tango基因，来源于Zheng58型玉米，在玉米基因组数据库中的编号为GR本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种植物育种的方法，其特征在于：包括增加或降低目的植物中Tango蛋白的含量和/或活性，从而调控植物的抗旱性；所述Tango蛋白为如下b1)-b4)任意一种蛋白质：b1)氨基酸序列是序列表中SEQ ID No.2的蛋白质；b2)由编码区如SEQ ID No.3所示的基因编码的蛋白质；b3)由序列表中SEQ ID No.1所示的基因编码的蛋白质；b4)将序列表中SEQ ID No.2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/或添加得到的具有相同生物学功能的蛋白质。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述增加或降低目的植物中Tango蛋白的含量和/或活性为将调控Tango蛋白编码基因表达的物质导入所述目的植物中。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述调控Tango蛋白编码基因表达的物质为下述B1)至B6)中的任意一种：B1)编码所述Tango蛋白的核酸分子；B2)含有B1)所述核酸分子的表达盒；B3)含有B1)所述核酸分子的重组载体、或含有B2)所述表达盒的重组载体；B4)降低或抑制所述Tango蛋白表达的核酸分子；B5)含有B4)所述核酸分子的表达盒；B6)含有B4)所述核酸分子的重组载体、或含有B5)所述表达盒的重组载体。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述B1)核酸分子为如下a1)-a4)中的任意一种：a1)编码区序列如SEQ ID No.3所示的DNA分子；a2)核苷酸序列是序列表中SEQ ID No.1所示的DNA分子；a3)与a1)或a2)限定的核苷酸序列具有90％或90％以上同一性，来源于玉米且编码所述Tango蛋白的DNA分子；a4)在严格条件下与a1)或a2)限定的核苷酸序列杂交，且编码所述Tango蛋白的DNA分子。5.一种蛋白质，其特征在于：所述蛋白质为权利要求1中所述的Tango蛋白。6.一种基因，其特征在于：所述基因为权...

【专利技术属性】
技术研发人员：巩志忠，王瑜，房婷婷，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：