蒺藜苜蓿PINNA2基因的突变基因制造技术

本公开提供蒺藜苜蓿PINNA2基因的突变基因，与野生型对应基因相比，所述蒺藜苜蓿PINNA2基因的表达增加或减少，所述蒺藜苜蓿PINNA2基因编码蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示，优选地，所述PINNA2基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。本公开的蒺藜苜蓿PINNA2基因的突变基因可用于调控复叶小叶数目和/或划分小叶边界。目和/或划分小叶边界。目和/或划分小叶边界。

Mutant gene of pinna2 gene in Medicago terrestris

【技术实现步骤摘要】
蒺藜苜蓿PINNA2基因的突变基因


[0001]本公开涉及生物
，尤其涉及一种蒺藜苜蓿PINNA2基因的突变基因、突变基因组合、农杆菌载体、改良植物及其方法。

技术介绍

[0002]叶片是植物最重要的光合作用器官，叶的形态为植物的分类提供重要信息。因此，叶发育一直是植物研究领域的热点。

技术实现思路

[0003]为解决现有问题，本公开提供一种蒺藜苜蓿PINNA2基因的突变基因、突变基因组合、农杆菌载体、改良植物及其方法。
[0004]本公开提供一种蒺藜苜蓿PINNA2基因的突变基因，与野生型对应基因相比，所述蒺藜苜蓿PINNA2基因的表达增加或减少，所述蒺藜苜蓿PINNA2基因编码蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示，优选地，所述PINNA2基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。
[0005]在本公开实施例中，所述突变基因为点突变，导致编码基因提前终止，或者为蒺藜苜蓿Tnt1反转座子插入突变体。
[0006]在本公开实施例中，所述突变基因包括PINNA2基因编码区第606位脱氧核苷酸由鸟嘌呤替换为腺嘌呤，或者PINNA2基因的外显子上含有源自烟草的Tnt1逆转座子片段的插入导致该基因不能正常转录。
[0007]本公开提供一种突变基因组合，所述突变基因组合包括上述任一项所述的蒺藜苜蓿PINNA2基因的突变基因和选自如下的基因的突变体：elp1、palm1、和pinna1，优选Tnt1反转座子插入突变体。
[0008]本公开提供一种农杆菌载体，所述农杆菌载体包括根据上述任一项所述的蒺藜苜蓿PINNA2基因的突变基因，优选还包括选自如下的基因的突变体：elp1、palm1、和pinna1，优选Tnt1反转座子插入突变体。
[0009]本公开还提供一种改良植物，所述改良植物包括根据上述任一项所述的蒺藜苜蓿PINNA2基因的突变基因，优选还包括选自如下的基因的突变体：elp1、palm1、和pinna1，优选Tnt1反转座子插入突变体。
[0010]本公开还提供一种改良植物的方法，所述方法包括使上述任一项所述的PINNA2基因的表达减少，使所述PINNA2基因的表达减少优选通过引入编码PINNA2基因提前终止的点突变来实现，或者通过Tnt1反转座子插入获得。
[0011]在本公开实施例中，所述方法包括使得植物杂交，获得上述改良植物。
[0012]本公开还提出一种改良植物的方法，所述方法包括使上述任一项所述的PINNA2基因过表达。
[0013]在本公开实施例中，所述的PINNA2基因在花椰菜花叶病毒35S启动子(CaMV35S)的驱动下过表达。
[0014]本公开的技术方案具有以下积极效果：
[0015](1)本公开提供了一个可以调控植物小叶数目和植株株型的蒺藜苜蓿PINNA2基因，该基因突变后，小叶的数目增多。
[0016](2)本公开提供了可以改变植物株型的蒺藜苜蓿PINNA2基因，过表达该基因，植株茎的节间变短，植株矮化。
[0017](3)elp1palm1pinna2和elp1palm1pinna1pinna2两种多突变体的构建提供了创建植物超级复叶的策略，提供了创建超级复叶的实际应用；根据词策略构建的多突变体可以显著增加复叶植物叶片的数量，增大植物光合作用面积和生物量，从而为豆科作物及牧草的分子辅助育种提供可行的参考。
附图说明
[0018]下面参照附图将对专利技术的特征、优点以及示例性实施方式的技术上和工业上的意义进行描述，在附图中，相同的附图标记指示相同的元件。
[0019]图1a至图1f示出本公开实施例的从野生型A17及pinna2
‑
1突变体的叶片。
[0020]图2a至图2f示出本公开实施例的野生型和pinna2
‑
1突变体复叶发育的扫描电镜图。
[0021]图3a至图3d示出本公开实施例的pinna2
‑
1突变体的图位克隆结果，PINNA2基因编码蛋白的结构及其他Tnt1插入突变体株系中Tnt1反转座子在基因中的插入位置。
[0022]图4a至图4f示出本公开实施例的PINNA2基因的转基因遗传互补和过表达植株。
[0023]图5a至图5f示出本公开实施例的PINNA2与SGL1的遗传和蛋白互作分析结果。
[0024]图6a至图6f示出本公开实施例的PINNA2基因在fcl1
‑
1、mtnam
‑
2突变体中的表达模式。
[0025]图7a至图7p示出本公开实施例的PINNA2的基因表达模式和PINNA2蛋白的亚细胞定位情况。
[0026]图8a至图8b示出本公开实施例的PINNA2与FCL1、MtNAM的遗传互作结果。
[0027]图9示出本公开实施例的PINNA2与FCL1、MtNAM蛋白互作结果。
[0028]图10示出本公开实施例的不同叶发育突变体之间构建的双突变，三突变及四突变的叶片的表型。
具体实施方式
[0029]现在结合附图对本专利技术作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成。
[0030]在复叶的形态建成过程中，小叶边界的划分和小叶数目的维持对复叶的形态建成意义重大。
[0031]鉴于小叶数目对复叶的形态建成的重要作用，本公开提出一种具有调控小叶数目维持和小叶边界划分的PINNA2基因。通过突变该基因，可以增加复叶数量，增大叶片的光合作用面积，提高植物的光合效率和生物量。另外，在豆科高蛋白牧草苜蓿中敲除改基因可增加牧草可食用的叶片面积，提高牧草的利用率。
[0032]1.植物材料和植株生长条件。
[0033]本公开中使用的pinna2
‑
1材料为快中子诱变的突变体，pinna2的其他突变体株系均为Tnt1反转座子插入突变体。其它叶发育突变体pinna1、elp1、fcl1、plam及mtnam为Tnt1反转座子插入突变体。所有的实验材料均在温室中种植，温室条件如下：15小时光照/9小时黑暗，温室采用中央空调控制温度，监测温度为22℃/18℃，光照强度为150μEm
‑2秒
‑1，相对湿度为30％
‑
40％；定期给植物浇水。
[0034]2.扫描电子显微镜(SEM)观察。
[0035]取材：取30天大小的茎顶端分生组织SAM及P3、P4和P5时期小叶的营养期顶端在FAA固定溶液(5％甲醛、5％乙酸和50％乙醇)中真空渗入3次，约30分钟，于室温放置30天以上。
[0036]脱水：依次在35％的乙醇(30分钟)、45％的乙醇(30分钟)、55％的乙醇(30分钟)、65％的乙醇(30分钟)、70％的乙醇(30分钟)、75％的乙醇(30分钟)、80％的乙醇(30分钟)、85％的乙醇(30分钟)、90％的乙醇(30分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.蒺藜苜蓿PINNA2基因的突变基因，与野生型对应基因相比，所述蒺藜苜蓿PINNA2基因的表达增加或减少，所述蒺藜苜蓿PINNA2基因编码蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示，优选地，所述PINNA2基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。2.根据权利要求1所述的蒺藜苜蓿PINNA2基因的突变基因，其特征在于，所述突变基因为点突变，导致编码基因提前终止，或者为蒺藜苜蓿Tnt1反转座子插入突变体。3.根据权利要求1所述的蒺藜苜蓿PINNA2基因的突变基因，其特征在于，所述突变基因包括PINNA2基因编码区第606位脱氧核苷酸由鸟嘌呤替换为腺嘌呤，或者PINNA2基因的外显子上含有源自烟草的Tnt1逆转座子片段的插入导致该基因不能正常转录。4.突变基因组合，所述突变基因组合包括根据权利要求1
‑
3任一项所述的蒺藜苜蓿PINNA2基因的突变基因和选自如下的基因的突变体：elp1、palm1、和pinna1，优选Tnt1反转座子插入突变体。5.农杆菌载体，所述农杆菌载体包括根据权利要求1
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：陈江华，贺亮亮，王若若，莫小雨，
申请(专利权)人：中国科学院西双版纳热带植物园，
类型：发明
国别省市：