国兰开花调控基因AP1编码序列及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种国兰开花调控基因AP1编码序列及其应用。本发明专利技术从中国兰花的墨兰品种

【技术实现步骤摘要】
国兰开花调控基因AP1编码序列及其应用


[0001]本专利技术属于植物基因工程
，具体涉及国兰开花调控基因AP1及其编码蛋白和应用。

技术介绍

[0002]兰科植物拥有高度特化的花器官和丰富的生物多样性，是珍贵的园艺观赏花卉。兰科植物的花器官与被子植物传统花被模型有显著的差异，6个花被片排成2轮，花瓣位于内轮，萼片为外轮，中央的1片花瓣特化为唇瓣，而且其雄蕊与雌蕊融合成1个蕊柱，具有授粉后才能启动的子房后发育模式，代表了种子植物系统发育在单子叶植物中的一个高峰，是研究单子叶植物花发育和花器官系统进化的理想材料。目前已通过全基因组测序注释了一批MADS相关基因，并通过蝴蝶兰和文心兰等的研究提出了基于四分体模型的兰花花被形成的分子假说。然而国兰的花瓣变异类型远比蝴蝶兰、文心兰等热带气生兰丰富，在人工驯化选育过程中，已培育出了梅瓣、荷瓣、水仙瓣、蝴蝶瓣等多种萼片及花瓣形态变异，以及少瓣或无瓣化、多瓣化、树形花等多种变异类型，显著提高其观赏价值和经济价值，但目前国兰品种主要依靠野生资源驯化选育，适宜规模化、产业化的品种不多，杂交育种周期长、难度大且子代性状难以预期，现代分子生物技术育种手段严重滞后。而如何通过现代分子生物技术手段进行观赏性状改良，高效培育新品种，成为目前亟待解决的科学问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于：克服传统杂交育种存在的周期长、性状难以预期等问题，本专利技术通过运用最新的分子生物学手段，挖掘可运用于植物花型改良的基因资源，实现国兰开花的性状改良。
[0004]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了一种国兰开花调控基因，它是从中国兰花的墨兰品种
‘
白墨
’
(Cymbidium sinense)的花器官cDNA中分离得到，其核苷酸序列由744个碱基组成，如SEQ ID NO:1所示。
[0005]本专利技术的第二个目的是提供一种由上述的国兰开花调控基因编码的蛋白，由247个氨基酸残基组成，如SEQ ID NO:2所示。
[0006]本专利技术的第三个目的是提供一种包含上述的国兰开花调控基因的表达载体、转基因细胞系、宿主菌或转基因材料。
[0007]本专利技术的第四个目的是提供上述的国兰开花调控基因在植物开花性状改良中的应用。优选的，所述的植物开花性状改良是使侧枝花序增多，和/或花瓣出现少瓣，和/或促进花瓣向萼片转化的改良。
[0008]本专利技术的第五个目的是提供上述的国兰开花调控蛋白在植物开花性状改良中的应用。优选的，所述的植物开花性状改良是使侧枝花序增多，和/或花瓣出现少瓣，和/或促进花瓣向萼片转化的改良。
[0009]本专利技术的第六个目的是提供一种使植物侧枝花序增多，和/或花瓣出现少瓣，和/
或促进花瓣向萼片转化的方法，其包括以下步骤：构建过表达上述的国兰开花调控基因的重组表达载体，将重组表达载体转化到植物中。
[0010]优选的，所述的将重组表达载体转化到植物中，是将重组表达载体转化农杆菌，然后用获得的重组农杆菌侵染植物。
[0011]本专利技术通过基因工程技术发现，所述国兰花器官发育调控基因在拟南芥中过量表达，能改变植物开花性状，造成顶端优势缺失，侧枝增多，花瓣发育不正常，花瓣向萼片转化，因此，可将该基因及其编码的蛋白用于花器官发育和侧枝数量等开花性状调控途径的研究，以及植物开花性状的改良。
[0012]本专利技术的有益效果为：
[0013]本专利技术从中国兰花的墨兰品种
‘
白墨
’
(Cymbidium sinense)的花器官cDNA中分离得到兰花花器官发育调控基因，提高其表达量后可造成拟南芥顶端优势缺失，侧枝花序增多，花序轴上小花排列顺序不规则，花朵中花瓣发育不正常，出现少瓣或花瓣向萼片转化；在国兰中发现该基因表达量与萼片增多显著正相关，在树丫花型的变异体中表达量显著升高，表明该基因对国兰萼片发育的促进作用。本专利技术国兰开花调控基因可用于兰科植物花器官发育分子机制的研究，以及植物开花性状的改良。
附图说明
[0014]图1为本专利技术实施例1中，CsAP1与其他物种来源的进化树分析。
[0015]图2为本专利技术实施例2中，CsAP1在墨兰不同组织的表达模式分析。
[0016]图3为本专利技术实施例2中，CsAP1在墨兰不同发育阶段的组织表达模式分析。
[0017]图4为本专利技术实施例3中，转基因拟南芥表型分析。
[0018]图5为本专利技术实施例4中，国兰不同瓣型变异体中AP1基因表达谱。WT_1～WT_4表示普通花型；LaPV1_1～LaPV1_4表示蝶瓣花品种
‘
花溪荷蝶
’
；LaPV2_1～LaPV2_4表示蝶瓣花品种
‘
三星蝶
’
；MPV_1～MPV_4表示重瓣花品种
‘
玉狮子
’
；NLV_1～NLV_4表示六瓣花品种
‘
馥翠
’
。
[0019]图6为本专利技术实施例4中，国兰不同瓣型变异体中AP1基因表达验证。WT表示：普通品种
‘
银针
’
；Var1表示：树Y花突变材料
‘
翠玉牡丹
’
。
具体实施方式
[0020]为了使本专利技术的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的实施例仅仅是为了解释本专利技术，并非为了限定本专利技术，实施例的参数、比例等可因地制宜做出选择而对结果并无实质性影响。
[0021]实施例1 CsAP1基因的克隆以及序列分析
[0022]1、RNA的提取
[0023]取墨兰栽培品种
‘
白墨
’
花器官组织2g，利用植物Trizol(Invitrogen)试剂抽提其总RNA，并反转录成cDNA(Thermo Scientific RevertAid First Strand cDNASynthesis Kit)。
[0024]2、目的基因CsAP1的获得
Strand cDNASynthesis Kit反转录成cDNA。
[0033]2、定量PCR
[0034]利用引物CsAP1QRT
‑
F：5
’‑
GCTGAGGTCGCTCTAATCGT
‑3’
(SEQ ID NO:5)和CsAP1QRT
‑
R：5
’‑
AGGAATCAAGTTGCTCCCCC
‑3’
(SEQ ID NO:6)，对兰花不同组织中CsAP1基因表达量进行实时定量PCR检测。采用Actin QRT
‑
F：5
’‑
ATGTCGCCATCCAAGCTGTT
‑3’
(SEQ ID NO:7)和Actin QRT
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种国兰开花调控基因，其特征在于，所述的国兰开花调控基因的核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示。2.一种国兰开花调控蛋白，其特征在于，所述的国兰开花调控蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示。3.根据权利要求2所述的国兰开花调控蛋白，其特征在于，所述国兰开花调控蛋白是由权利要求1所述的国兰开花调控基因编码。4.一种包含权利要求1所述的国兰开花调控基因的表达载体、转基因细胞系、宿主菌或转基因材料。5.权利要求1所述的国兰开花调控基因在植物开花性状改良中的应用。6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述的植物开花性状改良是使侧枝花序增多，和/...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨凤玺，陆楚桥，魏永路，朱根发，高洁，金建鹏，谢琦，
申请(专利权)人：广东省农业科学院环境园艺研究所，
类型：发明
国别省市：