玉米籽粒大小和粒重相关蛋白及其编码基因和应用制造技术

本发明专利技术公开了蛋白质及其相关生物材料，以及该蛋白质或调控所述蛋白质编码基因的表达物质或调控所述蛋白质活性或含量的物质在调控植物籽粒大小和/或粒重中的应用；所述蛋白质为氨基酸序列是SEQ ID No.1的蛋白质。基于CRISPR

【技术实现步骤摘要】
玉米籽粒大小和粒重相关蛋白及其编码基因和应用


[0001]本专利技术属于基因工程领域，具体涉及一种玉米籽粒大小和粒重相关蛋白及其编码基因和应用。

技术介绍

[0002]玉米(Zea mays L.)是最主要的粮食、饲料和经济能源作物之一，其生产安全对国家粮食安全有着极其重要的作用。随着世界人口的持续增加，人类对粮食的需求将与日俱增。但在当前耕地面积持续减少的形势下，提高单产水平成为解决玉米供需矛盾的根本途径。籽粒是玉米生产过程中的主要收获目标，而不断增加籽粒产量是玉米高产育种的最终目标。粒重是基本的玉米产量三要素之一(粒重、穗粒数、亩穗数)。因此，寻找与玉米籽粒粒重和大小相关蛋白及其编码基因，用于籽粒形成遗传基础研究或种质改良分子设计，对培育玉米新品种具有重要的意义。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是如何提高植物的产量，例如如何提高玉米的产量。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供蛋白质或调控所述蛋白质编码基因的表达物质或调控所述蛋白质活性或含量的物质的应用，所述应用可为下述D1)
‑
D4)中任一种：
[0005]D1)蛋白质或调控所述蛋白质编码基因的表达物质或调控所述蛋白质活性或含量的物质在调控植物籽粒大小和/或粒重中的应用；
[0006]D2)蛋白质或调控所述蛋白质编码基因的表达物质或调控所述蛋白质活性或含量的物质在制备调控植物籽粒大小和/或粒重的产品中的应用；
[0007]D3)蛋白质或调控所述蛋白质编码基因的表达物质或调控所述蛋白质活性或含量的物质在制备培育高产植物的产品中的应用；
[0008]D4)蛋白质或调控所述蛋白质编码基因的表达物质或调控所述蛋白质活性或含量的物质在植物育种中的应用；
[0009]所述蛋白质可为如下A1)、A2)或A3)：
[0010]A1)氨基酸序列是SEQ ID No.1的蛋白质；
[0011]A2)SEQ ID No.1所示的氨基酸序列经过一个以上氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的与A1)所示的蛋白质具有80％以上的同一性且具有相同功能的蛋白质；
[0012]A3)在A1)或A2)的N端和/或C端连接标签得到的融合蛋白质。
[0013]上述蛋白质可来源于玉米。
[0014]其中，SEQ ID No.1由469个氨基酸残基组成。
[0015]上述蛋白质可人工合成，也可先合成其编码基因，再进行生物表达得到。
[0016]所述蛋白标签(protein
‑
tag)是指利用DNA体外重组技术，与目的蛋白一起融合表达的一种多肽或者蛋白，以便于目的蛋白的表达、检测、示踪和/或纯化。所述蛋白标签可为Flag蛋白标签、His蛋白标签、MBP蛋白标签、HA蛋白标签、myc蛋白标签、GST蛋白标签和/或
SUMO蛋白标签等。
[0017]进一步地，所述的应用中，所述调控所述蛋白质编码基因的表达物质或调控所述蛋白质活性或含量的物质可为生物材料，所述生物材料可为下述B1)至B9)中的任一种：
[0018]B1)编码上述蛋白质的核酸分子；
[0019]B2)含有B1)所述核酸分子的表达盒；
[0020]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；
[0021]B4)含有B1)所述核酸分子的重组微生物、或含有B2)所述表达盒的重组微生物、或含有B3)所述重组载体的重组微生物；
[0022]B5)含有B1)所述核酸分子的转基因植物细胞系、或含有B2)所述表达盒的转基因植物细胞系、或含有B3)所述重组载体的转基因植物细胞系；
[0023]B6)含有B1)所述核酸分子的转基因植物组织、或含有B2)所述表达盒的转基因植物组织、或含有B3)所述重组载体的转基因植物组织；
[0024]B7)含有B1)所述核酸分子的转基因植物器官、或含有B2)所述表达盒的转基因植物器官、或含有B3)所述重组载体的转基因植物器官；
[0025]B8)抑制或降低上述蛋白质的编码基因的表达的核酸分子或抑制或降低上述蛋白质的活性的核酸分子；
[0026]B9)含有B8)所述核酸分子的表达盒、重组载体、重组微生物或转基因植物细胞系。
[0027]当所述调控所述蛋白质编码基因的表达物质或调控所述蛋白质活性或含量的物质为B1)至B7)的生物材料时，所述调控植物籽粒大小和/或粒重可为降低所述植物的籽粒大小和/或粒重，如降低拟南芥的籽粒大小和/或粒重。当所述调控所述蛋白质编码基因的表达物质或调控所述蛋白质活性或含量的物质为B8)或B9)任一种的生物材料时，所述调控植物籽粒大小和/或粒重可为提高所述植物的籽粒大小和/或粒重，如增加玉米的籽粒大小和/或粒重。
[0028]进一步地，上述的应用中B1)所述核酸分子可为如下b1)至b3)任一项所示的DNA分子：
[0029]b1)编码链的编码序列是SEQ ID No.2所示的DNA分子；
[0030]b2)编码链的核苷酸序列是SEQ ID No.2所示的DNA分子；
[0031]b3)与b1)或b2)限定的核苷酸序列具有80％以上同一性，且编码上述蛋白质的DNA分子；
[0032]上述应用B8)所述核酸分子为表达靶向上述蛋白编码基因的gRNA的DNA分子或为靶向上述蛋白编码基因的gRNA。
[0033]上述应用中，同一性是指氨基酸序列或核苷酸序列的同一性。可使用国际互联网上的同源性检索站点测定氨基酸序列的同一性，如NCBI主页网站的BLAST网页。例如，可在高级BLAST2.1中，通过使用blastp作为程序，将Expect值设置为10，将所有Filter设置为OFF，使用BLOSUM62作为Matrix，将Gap existence cost，Per residue gap cost和Lambda ratio分别设置为11，1和0.85(缺省值)并进行检索一对氨基酸序列的同一性进行计算，然后即可获得同一性的值(％)。
[0034]上述应用中，所述80％以上的同一性可为至少80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或99％的同一
性。
[0035]上述应用中，所述表达靶向上述蛋白编码基因的gRNA的DNA分子可为下述任一种：
[0036]g1)编码链的编码序列如SEQ ID No.4第437
‑
542位所示的DNA分子；和/或，
[0037]g2)编码链的编码序列如SEQ ID No.5第437
‑
542位所示的DNA分子；和/或，
[0038]g3)编码链的编码序列如SEQ ID No.6第437
‑
542位所示的DNA分子；和/或，
[0039]靶向上述蛋白编码基因的gRNA可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.蛋白质或调控所述蛋白质编码基因的表达物质或调控所述蛋白质活性或含量的物质的应用，其特征在于：所述应用为下述任一种：D1)蛋白质或调控所述蛋白质编码基因的表达物质或调控所述蛋白质活性或含量的物质在调控植物籽粒大小和/或粒重中的应用；D2)蛋白质或调控所述蛋白质编码基因的表达物质或调控所述蛋白质活性或含量的物质在制备调控植物籽粒大小和/或粒重的产品中的应用；D3)蛋白质或调控所述蛋白质编码基因的表达物质或调控所述蛋白质活性或含量的物质在制备培育高产植物的产品中的应用；D4)蛋白质或调控所述蛋白质编码基因的表达物质或调控所述蛋白质活性或含量的物质在植物育种中的应用；所述蛋白质为如下A1)、A2)或A3)：A1)氨基酸序列是SEQ ID No.1的蛋白质；A2)SEQ ID No.1所示的氨基酸序列经过一个以上氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的与A1)所示的蛋白质具有80％以上的同一性且与植物籽粒大小和/或粒重相关的蛋白质；A3)在A1)或A2)的N端和/或C端连接标签得到的融合蛋白质。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述调控所述蛋白质编码基因的表达物质或调控所述蛋白质活性或含量的物质为生物材料，所述生物材料为下述B1)至B9)中的任一种：B1)编码权利要求1中所述蛋白质的核酸分子；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)含有B1)所述核酸分子的重组微生物、或含有B2)所述表达盒的重组微生物、或含有B3)所述重组载体的重组微生物；B5)含有B1)所述核酸分子的转基因植物细胞系、或含有B2)所述表达盒的转基因植物细胞系；B6)含有B1)所述核酸分子的转基因植物组织、或含有B2)所述表达盒的转基因植物组织；B7)含有B1)所述核酸分子的转基因植物器官、或含有B2)所述表达盒的转基因植物器官；B8)抑制或降低权利要求1中所述蛋白质的编码基因的表达的核酸分子或抑制或降低权利要求1中所述蛋白质的活性的核酸分子；B9)含有B8)所述核酸分子的表达盒、重组载体、重组微生物或转基因植物细胞系。3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于：B1)所述核酸分子为如下b1)至b3)任一项所示的DNA分子：b1)编码链的编码序列是SEQ ID No.2所示的DNA分子；b2)编码链的核苷酸序列是SEQ ID...

【专利技术属性】
技术研发人员：李春辉，关红辉，王东梅，李永祥，张登峰，刘旭洋，何冠华，石云素，宋燕春，王天宇，黎裕，
申请(专利权)人：中国农业科学院作物科学研究所，
类型：发明
国别省市：