绿豆VrMIB1基因及其应用制造技术

本发明专利技术属于基因工程领域，涉及绿豆VrMIB1(MIB1BODY1)基因及其应用，本发明专利技术利用AL127野生种与mib1

Mungbean vrmib1 gene and its application

【技术实现步骤摘要】
绿豆VrMIB1基因及其应用


[0001]本专利技术属于基因工程领域，涉及绿豆VrMIB1(MIB1BODY1)基因及其应用。

技术介绍

[0002]绿豆(Vigna radiata L.)为豆科中一种重要作物，在我国栽培历史已经超过两千多年，是我国主要豆类作物之一。绿豆含有丰富的矿质元素、维生素、蛋白质等营养物质，绿豆还具有清热解毒、保肝明目、降低胆固醇、抗肿瘤和消炎等功效，是我国传统的药食两用作物之一。此外，豆科植物具有固氮培肥的能力，在我国农业结构调整中占据重要的作用。但与大宗作物相比绿豆单株产量以及效益低，这导致绿豆种植面积逐年减少，并严重影响了我国绿豆种植业的发展。在相同种植密度条件下，绿豆单产取决于单株产量，而单株产量是由单株荚数(pod number)、每荚种子数(seed number per pod，SNPP)和粒重(seed weight)三个因素决定。因此，挖掘有关绿豆果荚与种子大小的基因对绿豆产量的提高及绿豆种质资源的改良具有重要的意义。
[0003]MATE转运蛋白广泛存在于细菌、真菌、哺乳动物和植物中，根据氨基酸序列的相似性可将MATE转运蛋白家族分为三个亚家族，分别是NorM、DNA损伤
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诱导蛋白F(DNA damage
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inducible protein F，DinF)和真核MATE(eukaryotic MATE，eMATE)，它们通过利用跨膜H
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和/或Na
+
的电化学梯度提供的驱动力而实现物质的外排。多数MATE转运蛋白由400～700个氨基酸残基构成，其结构一般由12个跨膜螺旋组成，并具有一个或者两个高度保守的MatE结构域。在植物中，MATE蛋白涉及多种功能，包括次级代谢物转运、异生素降解、铝耐受性和抗病性等，MATE蛋白还能通过控制植物激素的转运、顶端生长和衰老过程来调节整个植物的发育。
[0004]植物中的MATE基因的数量远远大于微生物和动物，拟南芥、苜蓿和水稻MATE基因家族中分别有58、70和53个预测基因，而在人类中仅发现2个MATE基因。水稻DG1基因编码一种MATE型转运蛋白，DG1转运蛋白可介导叶源性ABA向颖果的转运，从而确保籽粒的正常生长发育。ADP1/AtDTX51是拟南芥中一种预测的MATE转运蛋白，它可能通过介导分生组织部位的生长素水平来调控侧生器官的生长。玉米Bige1(GRMZM2G148937)基因编码一种定位于高尔基体的MATE蛋白，Bige1可以调节种子胚胎和胚乳的发育。此外，MATE转运蛋白还可以调节植物的胁迫反应，从而调节植物的生长过程。例如，AtDTX1作为拟南芥体内的外排转运体，可将植物产生的生物碱和抗生素运出植物细胞内。缺铁或铝胁迫会诱导花生中的柠檬酸转运蛋白AhFRDL1的表达，并参与铁由根向茎的转运和铝耐性。FeMATE1参与根系中铝诱导的柠檬酸盐分泌，而FeMATE2负责将柠檬酸盐运输到高尔基体中，再经由高尔基体将Al
3+
排出细胞外，从而实现荞麦根和叶的解毒。
[0005]在绿豆中，目前尚未有与果荚和籽粒大小相关的QTL被克隆出来，现发现VrMIB1基因在对器官大小和果荚发育的调控上有着明显的作用，因此对VrMIB1基因功能的研究及其应用具有着重要的作用。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的使针对现有的对豆类品种改良的不足，提供一种新的绿豆VrMIB1基因。本专利技术的另外一个目的使提供VrMIB1基因的应用。
[0007]本专利技术的另一目的使提供绿豆VrMIB1基因的应用。
[0008]本专利技术的目的可通过如下技术方案实现：
[0009]一种绿豆VrMIB1基因，所述绿豆VrMIB1基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。
[0010]本专利技术还提供一种绿豆VrMIB1蛋白，由上述基因编码而成，所述蛋白的序列如SEQ ID NO.2所示。
[0011]本专利技术还提供含有上述基因的表达盒、重组载体、重组微生物或转基因细胞系。
[0012]本专利技术还提供上述基因在改变果荚长度和籽粒大小中的应用。
[0013]一种提高植物果荚长度和籽粒大小的方法，所述方法包括提高目的植物中上述述蛋白质的含量和/或活性，得到果荚长度和籽粒大小大于所述目的植物的植株。
[0014]进一步的，所述提高目的植物中权利要求2所述蛋白质的含量和/或活性通过提高目的植物中所述蛋白质的编码基因的表达量实现。
[0015]进一步的，所述提高目的植物中所述蛋白质的编码基因的表达量通过将权利要求2所述蛋白质的编码基因导入所述目的植物实现。
[0016]进一步的，含有权利要求1所述基因的重组质粒的同源重组引物序列为：
[0017][0018]进一步的，含有权利要求1所述基因的重组载体的阳性克隆鉴定引物序列为：
[0019][0020]进一步的，VrMIB1基因表达量检测采用的引物序列为：
[0021][0022]所述绿豆VrMIB1基因的重组表达载体优选将VrMIB1基因插入到表达载体pCAMBIA1304的SpeI酶切位点所得。
[0023]所述的宿主细胞优选农杆菌。
[0024]本专利技术所述的VrMIB1基因在改变绿豆果荚和籽粒中的应用。
[0025]所述的含有VrMIB1基因的重组表达载体在改变绿豆果荚和籽粒中的应用。
[0026]有益效果
[0027]实验室用伽马射线照射
‘
苏绿1号
’
(以下简称Sulu)，构建了绿豆突变体库，本研究从中选用了三个器官变小、果荚变短、部分叶片表现出五出复叶的突变体材料。突变体间杂交，F1代出现与亲本不同的性状，表明三个突变体是等位突变。实验室将Sulu野生种与mib1突变体进行杂交，将收获的F1代种子继续种植，观察到F1代表型与野生型完全一致；收获F2代种子继续种植，观察记录F2代群体单株果荚和叶的表型并测量突变体表型与野生型表型的比例，测量结果表明群体中突变体表型植株与野生型表型植株的比例接近1:3，卡方检验结果表明mib1突变体由隐性单基因控制。综合突变体表型特征将该突变基因命名为MIB1(Mini body 1)，而三个突变体材料分别命名为mib1
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1、mib1
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2和mib1
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3。本专利技术利用AL127野生种与mib1
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1突变种进行杂交，并基于已有的绿豆分子标记对VrMIB1基因进行精细定位。同时对突变体进行转录组测序分析，根据转录组结果对候选区间内的多个候选基因进行筛选与鉴定，寻找到突变基因VrMIB1基因，设计引物后通过PCR首次克隆得到VrMIB1基因。
[0028]VrMIB1蛋白包含一个MATE蛋白家族特有的MatE保守结构域，它和豇豆(Vigna unguiculata)、赤豆(Vigna angularis)、菜豆(Phaseolus vulgaris本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种绿豆VrMIB1基因，其特征在于，所述绿豆VrMIB1基因的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。2.一种绿豆VrMIB1蛋白，其特征在于，由权利要求1所述基因编码而成，所述蛋白的序列如SEQ ID NO.2所示。3.含有权利要求1所述基因的表达盒、重组载体、重组微生物或转基因细胞系。4.权利要求1所述的基因在改变果荚长度和籽粒大小中的应用。5.一种提高植物果荚长度和籽粒大小的方法，其特征在于，所述方法包括提高目的植物中权利要求2所述蛋白质的含量和/或活性，得到果荚长度和籽粒大小大于所述目的植物的植株。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述提...

【专利技术属性】
技术研发人员：李信，贾亚会，夏妍，沈振国，
申请(专利权)人：南京农业大学，
类型：发明
国别省市：