经修饰的CULLIN1基因制造技术

本发明专利技术涉及经修饰的Cullin1基因，其导致使得能够高效栽培和/或适合于需要较小部分，或者减少涉及储存、处理和运输多余植物叶子的劳力、时间和费用的情况的植物类型。本发明专利技术还涉及包含所述经修饰的Cullin1基因的植物。该经修饰的Cullin1基因为植物提供了紧凑生长表型，即与不包含所述经修饰的Cullin1基因的植物相比包含较短的节间长度和/或较小的叶面积。本发明专利技术还涉及该经修饰的Cullin1基因用于鉴定和开发显示紧凑生长表型(即包含较短的节间和/或较小的叶面积)的植物的用途。间和/或较小的叶面积)的植物的用途。

【技术实现步骤摘要】
经修饰的CULLIN1基因
[0001]本申请是申请日为2016年9月8日、专利技术名称为“经修饰的CULLIN1基因”的中国专利技术专利申请No.201680051959.5的分案申请。
[0002]本专利技术涉及能够有效栽培的植物类型，以及用于鉴定和开发这种植物的方法。本专利技术还涉及适合于需要较小部分，或者减少涉及多余植物叶子的储存、处理和运输的劳力、时间和费用的情况的植物类型，以及用于鉴定和开发这种植物的方法。
[0003]植物育种者不断寻找更高效的方式栽培植物。提高效率的一种方法是高线材栽培(high
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wire cultivation))。在高线材栽培中，采用更高的种植密度来获得更高的产量/m2。另外，高线材栽培允许更长的植物产生水果的栽培期。黄瓜和番茄是适合高线材栽培的农作物。然而，并非所有品种都适合这种类型的栽培。
[0004]如果植株具有紧凑生长(compact growth)表型，也可在其它作物中实现更高效的栽培。这种紧凑生长表型的特征可能在于植株显示较短的节间和/或较小的叶面积。由于这种紧凑生长表型，植物可以以较高的密度种植，从而节省大量的空间。
[0005]本专利技术的一个目的是提供能够进行高效栽培的植物类型。通过提供显示紧凑生长表型的植物类型已经实现了该目标。
[0006]在导致本专利技术的研究中，发现Cullin1基因中的突变导致植物类型的改变，其可以表达为紧凑生长表型。具有该突变基因的植物特别适合于高效栽培。这种植物显示较短的节间长度和/或较小的叶面积，并且还可显示导致紧凑生长表型的其它特征。
[0007]Cullin蛋白是存在于所有真核生物(不仅仅是植物)中的蛋白质家族。Cullin蛋白与RING蛋白组合形成所谓的Cullin
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RING遍在蛋白连接酶(CRL)。通常，Cullin蛋白在蛋白质遍在蛋白化和蛋白质降解中起重要作用。
[0008]遍在蛋白化(也称为泛素化)是一个酶促翻译后修饰过程，其中遍在蛋白被连接至底物蛋白质。
[0009]遍在蛋白是一种高度保守的小分子多肽，普遍存在于真核生物中。依赖于ATP的反应级联(涉及遍在蛋白活化(E1s)、遍在蛋白缀合(E2s)和遍在蛋白
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蛋白质连接酶(E3s)的依次作用)进行遍在蛋白与其它蛋白质的连接。与遍在蛋白连接的蛋白质随后被降解并分解或重新定位。
[0010]作为Cullin蛋白家族的成员的Cullin1蛋白是组成SCF复合物的四个亚单位中的一个。缩写SCF代表SKP1
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CUL1
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F
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box蛋白E3遍在蛋白连接酶复合物，其介导参与细胞周期进程、信号转导和转录的蛋白质的遍在蛋白化。在SCF复合物中，Cullin1可用作组织SKP1
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F
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box蛋白和RBX1亚单位的刚性支架。其可通过定位底物和遍在蛋白缀合酶来促成催化作用。
[0011]如前所述，Cullin蛋白存在于所有真核生物中。通过参与遍在蛋白化和随后的过程，其参与了广泛的细胞过程。令人惊奇的是，本专利技术的突变导致较短的节间长度和/或较小的叶面积，而不会对植物造成基于由Cullin1蛋白质及其功能的保守状态可获得的现有技术水平知识将会预期到的有害影响。
[0012]在本研究中对经修饰的Cullin1基因的表征在黄瓜(黄瓜(Cucumis sativus))中
NO:29、SEQ ID NO:30、SEQ ID NO:31、SEQ ID NO:32、SEQ ID NO.33、SEQ ID NO:34的野生型Cullin1氨基酸序列中的修饰。
[0020]图1
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17分别显示黄瓜、甜瓜、西葫芦、西瓜、茄子、番茄、辣椒、甘蓝、胡萝卜、芹菜、菊苣、苦苣、韭葱、莴苣、萝卜、菠菜和甜菜的野生型Cullin1核苷酸序列SEQ ID NO.1
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17。图18
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34分别显示黄瓜、甜瓜、西葫芦、西瓜、茄子、番茄、辣椒、甘蓝、胡萝卜、芹菜、菊苣、苦苣、韭葱、莴苣、萝卜、菠菜和甜菜的野生型Cullin1氨基酸序列SEQ ID NO.18
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34。
[0021]如本文中所用，术语“野生型”通常是指与突变或修饰形式相反，如同其自然界中存在的生物体、基因、蛋白质或性状的形式。在本申请中，野生型特指Cullin1基因的天然存在形式，Cullin1的核苷酸序列的天然存在形式以及Cullin1氨基酸序列的天然存在形式。图1
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17和图18
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34中分别显示了几种作物的Cullin1基因和Cullin1蛋白的天然形式。
[0022]如本文中所用，术语“突变体”、“突变”、“修饰”、“经修饰的”、“突变的Cullinl基因”和“修饰的Cullinl基因”是指对其野生型Cullinl基因的核苷酸改变和氨基酸改变，所述核苷酸改变和氨基酸改变导致野生型基因的经修饰的形式。该修饰可以是任何修饰，包括但不限于SNP。
[0023]经修饰的Cullin1基因在本文中也称为“本专利技术的基因”、“经修饰的Cullin1基因”或“本专利技术的经修饰的Cullin1基因”。这些术语在本文中可互换使用。如本文中所用，短语“经修饰的Cullin1基因”旨在包含具有导致所述紧凑生长表型的任何修饰的Cullin1基因。
[0024]术语“紧凑基因表型”、“紧凑表型”或“紧凑生长表型”在本文中可互换使用，并且指较短的节间长度和/或较小的叶面积的表型。包含经修饰的Cullin1基因并具有节间的作物，诸如例如黄瓜，可显示较短的节间或较小的叶面积。它们还可显示较短的节间和较小的叶面积。包含该经修饰的Cullin1基因但不具有节间的作物(诸如例如莴苣)可显示较小的叶面积。
[0025]如本文中所用，术语“较小的叶面积”是显示由于本专利技术的经修饰基因的纯合或杂合存在而导致个体叶面积减小至少10％、至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％(按照递增的优先顺序)的叶面积。为了研究本专利技术的基因对较小的叶面积的影响，本领域技术人员将必须将纯合地或杂合地具有本专利技术的基因的植物与对于前面提及的植物是同基因的但不具有本专利技术的基因的植物相比较。
[0026]术语“叶”意指由叶柄和叶片组成的植物部分。术语“叶面积”意指由叶片组成的植物部分的表面。
[0027]如本文中所用，术语“较短的节间”或“较短的节间长度”是具有由于本专利技术基因的纯合或杂合存在而导致的个体长度减小至少10％、至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％(按照递增的优先顺序)的节间长度。为了研究本专利技术的基因对较短的节间长度的影响，本领域技术人员将必须将纯合地或杂合地具有本专利技术的基因的植物与对于前面提及的植物是同基因的但不具有本专利技术的基因的植物相比较。
[0028]导致经修饰的Cullinl基因的修饰可选自改本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种经修饰的Cullin1基因，其在SEQ ID No:1:、SEQ ID No:2、SEQ ID No:3、SEQ ID No:4、SEQ ID No:5、SEQ ID No:6、SEQ ID No:7、SEQ ID No:8、SEQ ID No:9、SEQ ID No:10、SEQ ID No:11、SEQ ID No:12、SEQ ID NO:13、SEQ ID NO:14、SEQ ID NO:15、SEQ ID NO:16、SEQ ID NO:17的野生型Cullin1核苷酸序列中包含修饰，所述修饰分别导致SEQ ID No:18、SEQ ID No:19、SEQ ID No:20、SEQ ID No:21、SEQ ID No:22、SEQ ID No:23、SEQ ID No:24、SEQ ID No:25、SEQ ID No:26、SEQ ID No:27、SEQ ID No:28、SEQ ID NO:29、SEQ ID NO:30、SEQ ID NO:31、SEQ ID NO:32、SEQ ID NO.33、SEQ ID NO:34的野生型Cullin1氨基酸序列内的变化。2.根据权利要求1所述的经修饰的Cullin1基因，其中所述核苷酸序列的修饰是导致Cullin1蛋白的氨基酸序列内的变化的位置处的SNP。3.根据权利要求1或2所述的经修饰的Cullin1基因，其中所述氨基酸序列的变化是取代。4.根据权利要求1
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3中任一项所述的经修饰的Cullin1基因，其中所述氨基酸序列的所述变化存在于SEQ ID NO:18的黄瓜氨基酸序列的位置30
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60处的氨基酸之间的Cullin1蛋白质部分中，优选在SEQ ID NO:18的黄瓜氨基酸序列的位置40
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55处的氨基酸之间的部分中，或对于其它作物在与其相对应的位置处。5.根据权利要求1
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4中任一项所述的经修饰的Cullin1基因，其中所述氨基酸序列的所述修饰存在于结合SKP1和/或ETA
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2的Cullin1蛋白的部分中。6.根据权利要求1
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5中任一项所述的经修饰的Cullin1基因，其中所述核苷酸序列的修饰是SEQ ID NO:1的黄瓜核苷酸序列的位置147处，或对于除黄瓜外的作物而言在对应于SEQ ID NO:1的黄瓜核苷酸序列的位置147的位置处的SNP，所述SNP导致SEQ ID NO:18的黄瓜氨基酸序列的位置49处，或对于除黄瓜外的作物而言对应于SEQ ID NO:18的黄瓜氨基酸序列的位置49的位置处的氨基酸变化。7.根据权利要求6所述的经修饰的Cullin1基因，其中所述SNP包含从腺嘌呤、胞嘧啶或胸腺嘧啶至鸟嘌呤的变化。8.根据权利要求1
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7中任一项所述的经修饰的Cullin1基因，其中在黄瓜中，所述SNP包括从腺嘌呤、胞嘧啶或胸腺嘧啶至鸟嘌呤的变化，并且所述氨基酸取代包括从异亮氨酸至甲硫氨酸的变化。9.根据权利要求1
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8中任一项所述的经修饰的Cullin1基因用于开发植物的用途，所述植物与未包含所述经修饰的Cullin 1基因的同基因植物相比显示紧凑生长表型。10.根据权利要求1
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8中任一项所述的经修饰的Cullin1基因或其部分用于鉴定植物的用途，所述植物与不包含所述经修饰的Cullin 1基因的同基因植物相比显示紧凑生长表型。11.SEQ ID NO:1
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SEQ ID NO:17和/或SEQ ID NO:35
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SEQ ID NO:51的序列中的任一个序列或其部分或源自其的标记用作标记的用途，所述标记用于鉴定与不包含所述经修饰的Cullin 1基因的同基因植物相比显示紧凑生长表型的植物。12.根据权利要求9
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1...

【专利技术属性】
技术研发人员：L，
申请(专利权)人：瑞克斯旺种苗集团公司，
类型：发明
国别省市：