SiDTH2蛋白质及其编码基因在提高作物生物量中的应用制造技术

本发明专利技术公开了SiDTH2蛋白质及其编码基因在提高作物生物量中的应用。本发明专利技术公开的SiDTH2蛋白质，其序列为序列表中序列1，其编码基因序列为序列表中序列2。实验证明，与野生型相比，转化SiDTH2基因的转基因植物的株高、穗长、茎节数均显著增加，说明SiDTH2基因及其编码的蛋白质可以提高植物生物量，产生更高大的植株，SiDTH2基因及其编码的蛋白质具有很好的应用前景。应用前景。

【技术实现步骤摘要】
SiDTH2蛋白质及其编码基因在提高作物生物量中的应用


[0001]本专利技术涉及生物
中，SiDTH2蛋白质及其编码基因在提高作物生物量中的应用。

技术介绍

[0002]植物对光周期的反应的调控作用在作物驯化和传播迁徙中起着极其重要的作用。光周期长短的变化在植物发育过程中起着决定性的作用。它控制着植物的萌发、生长、开花时期和其他产量相关性状。植物开花时间的变化与地理纬度密切相关。植物向不同纬度迁移时，常因纬度间光照长短和温度高低的不同，需要用不同的信号机制来诱导开花，以适应不同生长环境的变化。植物自身内部具有生物钟，能够对日长波动及昼夜节律做出反应，从而感知季节变化以调节开花。根据植物开花对日照长短(24小时周期的光周期)的需求，植物可分为长日(LD)、短日(SD)和日中性植物。开花所需光周期超过临界日长时为长日植物，开花所需光周期短于临界日长时为短日植物，而日中性植物开花与昼长无关。
[0003]抽穗期是植物由生长阶段进入生殖阶段的重要发育转变过程，是作物适应不同生态区保证产量的重要因素。抽穗期的变化是由多个基因和环境因素决定的，其中光周期起到了主要作用。作物通过自身的改变，降低对光周期敏感性，可以使其适应更广泛的生长环境。作物良种选育的一个重要目标就是培育开花对光周期不敏感的品种，从而提高良种的利用率。
[0004]谷子在我国具有一万多年的栽培历史，是我国北方的主要粮饲作物之一，在旱作农业和人们日常饮食中起着重要作用，是世界干旱和半干旱地区的重要粮食作物。尽管谷子是一种重要的谷类作物，但其遗传多样性和性状遗传机制还没得到很好的研究。
[0005]谷子是短日照作物。通常长日照条件对谷子抽穗期存在明显的抑制作用。典型的表型是很多谷子品种在中纬度地区表现优良，当引种到北部高纬度地区时表现出抽穗困难；即使经过较长天数的生长勉强可以抽穗，但生育期过长，在北部高纬度寒冷地区终因积温不够，不能正常成熟。这主要应该是北部高纬度地区的长日照对谷子抽穗调节途径中某些关键基因的抑制所引起。然而在谷子的自然进化和人工选育中，北纬高纬度地区仍有部分谷子品种可以正常生长，并完成其整个生活史。谷子在高纬度抽穗性状巨大差异的分子机制目前仍不清楚。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题是如何提高植物的生物量。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术首先提供了蛋白质或调控所述蛋白质活性或含量的物质的下述任一应用：
[0008]D1)调控植物生物量；
[0009]D2)制备调控植物生物量产品；
[0010]D3)提高植物生物量；
[0011]D4)制备提高植物生物量产品；
[0012]D5)植物育种；
[0013]所述蛋白质来源于谷子，其名称为SiDTH2，SiDTH2为如下A1)、A2)或A3)：
[0014]A1)氨基酸序列是序列1的蛋白质；
[0015]A2)将序列表中序列1所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的蛋白质；
[0016]A3)在A1)或A2)的N端或/和C端连接标签得到的融合蛋白质。
[0017]为了使A1)中的蛋白质便于纯化，可在由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质的氨基末端或羧基末端连接上如下表所示的标签。
[0018]表：标签的序列
[0019]标签残基序列Poly
‑
Arg5
‑
6(通常为5个)RRRRRPoly
‑
His2
‑
10(通常为6个)HHHHHHFLAG8DYKDDDDKStrep
‑
tag II8WSHPQFEKc
‑
myc10EQKLISEEDL
[0020]上述A2)中的蛋白质，为与序列1所示蛋白质的氨基酸序列具有75％或75％以上同一性且具有相同功能的蛋白质。所述具有75％或75％以上同一性为具有75％、具有80％、具有85％、具有90％、具有95％、具有96％、具有97％、具有98％或具有99％的同一性。
[0021]上述A2)中的蛋白质可人工合成，也可先合成其编码基因，再进行生物表达得到。
[0022]上述A2)中的蛋白质的编码基因可通过将序列2所示的DNA序列中缺失一个或几个氨基酸残基的密码子，和/或进行一个或几个碱基对的错义突变，和/或在其5
′
端和/或3
′
端连上上表所示的标签的编码序列得到。其中，序列2所示的DNA分子编码序列1所示的蛋白质。
[0023]本专利技术还提供了与SiDTH2相关的生物材料的下述任一应用：
[0024]D1)调控植物生物量；
[0025]D2)制备调控植物生物量产品；
[0026]D3)提高植物生物量；
[0027]D4)制备提高植物生物量产品；
[0028]D5)植物育种；
[0029]所述生物材料为下述B1)至B7)中的任一种：
[0030]B1)编码SiDTH2的核酸分子；
[0031]B2)含有B1)所述核酸分子的表达盒；
[0032]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；
[0033]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；
[0034]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；
[0035]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；
[0036]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。
[0037]上述应用中，B1)所述核酸分子可为如下b11)或b12)或b13)或b14)或b15)：
[0038]b11)编码序列是序列表中序列2的cDNA分子或DNA分子；
[0039]b12)序列表中序列2所示的cDNA分子或DNA分子；
[0040]b13)与b11)或b12)限定的核苷酸序列具有75％或75％以上同一性，且编码SiDTH2的cDNA分子或DNA分子；
[0041]b14)在严格条件下与b11)或b12)或b13)限定的核苷酸序列杂交，且编码SiDTH2的cDNA分子或DNA分子。
[0042]其中，所述核酸分子可以是DNA，如cDNA、基因组DNA或重组DNA；所述核酸分子也可以是RNA，如mRNA或hnRNA等。
[0043]本领域普通技术人员可以很容易地采用已知的方法，例如定向进化和点突变的方法，对本专利技术的编码SiDTH2蛋白质的核苷酸序列进行突变。那些经过人工修饰的，具有与本专利技术分离得到的SiDTH2蛋白质的核苷酸序列75％或者更高同一性的核苷酸，只要编码SiDTH2蛋白质且具有S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活性或含量的物质的下述任一应用：D1)调控植物生物量；D2)制备调控植物生物量产品；D3)提高植物生物量；D4)制备提高植物生物量产品；D5)植物育种；所述蛋白质为如下A1)、A2)或A3)：A1)氨基酸序列是序列1的蛋白质；A2)将序列表中序列1所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的蛋白质；A3)在A1)或A2)的N端或/和C端连接标签得到的融合蛋白质。2.与权利要求1中所述蛋白质相关的生物材料的下述任一应用：D1)调控植物生物量；D2)制备调控植物生物量产品；D3)提高植物生物量；D4)制备提高植物生物量产品；D5)植物育种；所述生物材料为下述B1)至B7)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。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b11)或b12)或b13)或b14)或b15)：b11)编码序列是序列表中序列2的cDNA分子或DNA分子；b12)序列表中序列2所示的cDNA分子或DNA分子；b13)与b11)或b12)限定的核苷酸序列具有75％或75％以上同一性，且编码权利要求1中所述蛋白质的cDNA分子或DNA分子；b1...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚磊，李丛丛，王根平，魏建华，
申请(专利权)人：北京农业生物技术研究中心，
类型：发明
国别省市：