一种光周期基因CsCOL4及其编码蛋白和应用制造技术

本发明专利技术公开一种光周期基因及其编码蛋白与应用。本发明专利技术从墨兰中克隆得到了光周期基因CsCOL4，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1的第1位到1014位碱基所示，及其编码的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。本发明专利技术的CsCOL4基因属于光周期途径中CONSTANS

【技术实现步骤摘要】
一种光周期基因CsCOL4及其编码蛋白和应用

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[0001]本专利技术属于分子生物学、基因工程
，具体涉及一种光周期基因CsCOL4及其编码蛋白和应用。

技术介绍
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[0002]光周期是影响植物开花的重要环境因素之一，CO是植物光周期途径中的重要基因，与其它基因一起组成一个复杂的开花时间调控网络。在光周期调控途径中，植物首先通过光敏色素(PhyA、PhyB、PhyC、PhyD、PhyE)和隐花色素(CRY1、CRY2和CRY3)感受日长和光强的变化,产生昼夜节律，光受体本身或与其有关的一些物质之间会形成某种平衡,如果光周期发生变化，这种平衡就会被破坏，结果会调控一些开花基因表达，进而调控开花进程(Takano等,2005)。在光周期诱导植物开花的途径中，CO是日照长度的感受器(Suarez
‑
Lopez等,2001)。当CO表达量超过特定临界值时就可以激活FT的表达(Valverde等,2004；Wigge等,2005)。CO蛋白是一个转录因子，它不是决定植物开花的最终产物，而是通过调控下游基因FT和SOC1的表达控制开花时间(Onouchi et al.，2000；Simpson and Dean，2002)。超表达CO基因后FT和S0C1的表达量增加，开花时间提前，但是在ft突变体中超表达CO基因效果并不明显，说明CO基因是依赖于FT基因来调控植物开花时间。CO位于生物钟输出途径，在生物钟和开花时间之间起着纽带作用(Suarez
‑
Lopez et al.,2001)。<br/>[0003]墨兰(Cymbidium.sinense)是兰科(Orchidaceae)兰属(Cymbidium)中的小花型地生种，其花香馥郁，色泽淡雅，花姿秀美，叶态飘逸，备受欢迎，为我国传统铭花之一，具有很好的市场价值，是产业化最大的国兰。我国对花卉的传统消费期主要集中在春节和其它重要节假日，墨兰的花期自10月至翌年3月，墨兰的消费也主要集中在春节，在其它时间，由于其不能开花，市场消费也比较有限。要扩大墨兰的产业化还要能够开花应节上市，其商品价值才会更高。影响墨兰生长发育与开花的因子有肥料、基质、温度、光照、激素等，目前生产上还没有墨兰花期调控的技术体系。
[0004]目前，墨兰花期调控方面的研究比较少，在秋季，如果光照不足，其花芽分化会推迟，且分化的花芽数量减少；光照的强弱对墨兰的花色也有明显的影响，若光线不足，则花色黯淡；光线较强时，则花色鲜艳，但光照过强也会使花色变淡，而且会使花期缩短(朱根发和郭振飞，2004)。因此，在墨兰的花期调节中应适时的给予适当的光照才能保证正常花芽分化和开花，甚至提早开花。但光照影响墨兰开花的分子机理尚无报道。

技术实现思路
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[0005]本专利技术的第一个目的是提供一种在墨兰中表达的、可用于调控植物生长发育的光周期基因—CsCOL4基因，其核苷酸序列如SEQ ID NO.1的第1位到1014位碱基所示。
[0006]所述的CsCOL4基因编码的蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示。
[0007]本专利技术的第二个目的是提供一种含有CsCOL4基因的重组植物表达载体。
[0008]所述的表达载体为任意一种可用于农杆菌转化植物的双元载体或可用于植物微
弹攻击的载体，如pCAMBIA系列载体、pBI系列载体、pBin系列载体或Gateway
TM
系列载体。
[0009]本专利技术的第三个目的是提供CsCOL4基因、及其编码的蛋白质和含有CsCOL4基因的重组植物表达载体在促进植物营养生长，调节植物开花时间的应用。
[0010]例如在长日照下促进营养生长，推迟植物开花中的应用。在短日照下促进营养生长，促进植物开花中的应用。
[0011]优选，所述的应用是将所述的CsCOL4导入植物细胞、组织或器官，再将被转化的植物细胞、组织或器官培育成植株，使所述的CsCOL4在植物中表达，得到营养生长旺盛，花期可控的转基因植物。进一步优选，所述CsCOL4是通过植物表达载体导入植物细胞、组织或器官的。
[0012]本专利技术在墨兰中克隆得到光周期基因CsCOL4，通过转基因及功能鉴定证实在拟南芥中超量表达CsCOL4基因，能促进拟南芥的营养生长，在长日照下延迟拟南芥开花，在短日照下促进拟南芥开花。因此，本专利技术提供的墨兰CsCOL4基因调控植物营养生长和生殖生长方面具有非常重要的理论及应用价值。
附图说明：
[0013]图1是通过Real
‑
time PCR检测CsCOL4基因在墨兰营养器官根、假鳞茎、叶、萼片、花瓣、唇瓣、柱头、子房中的表达量中；纵坐标代表相对表达量的高低；
[0014]图2是表达载体pCAMBIA1301
‑
35s
‑
CsCOL4转化农杆菌的PCR鉴定图，其中M为Marker2000，1
‑
6为筛选到的阳性克隆、7为连接载体pCAMBIA1301
‑
35s
‑
CsCOL4质粒阳性对照；8为空载体质粒pCAMBIA1301阴性对照；
[0015]图3是转基因(CsCOL4)拟南芥的PCR鉴定图，其中M为Marker 2000、1为连接载体pCAMBIA1301
‑
35s
‑
CsCOL4质粒阳性对照、2
‑
10为CsCOL4转基因拟南芥株系、12为野生型拟南芥阴性对照。
[0016]图4是长日照下转基因(CsCOL4)拟南芥和野生型拟南芥开花比较图。其中1为野生型拟南芥、2
‑
4为CsCOL4转基因拟南芥株系
[0017]图5是短日照下转基因(CsCOL4)拟南芥和野生型拟南芥开花比较图，其中4为野生型拟南芥、1
‑
3为CsCOL4转基因拟南芥株系
具体实施方式：
[0018]下面结合具体实施例进一步阐释本专利技术。应理解，这些实例仅以用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。下列实例中未注明具体的实验方法，均可按照常规方法进行。如J.萨姆布鲁克等《分子克隆实验指南》、F.奥斯伯等《精编分子生物学实验指南》中所述条件，或按照所用产品生产厂商的使用说明。
[0019]实施例1：
[0020]一、墨兰CsCOL4基因的克隆
[0021](1)以墨兰品种“企剑白墨”(Cymbidium sinense.
‘
Qi Jian Bai Mo
’
)为试验材料，植物材料在温室正常条件下生长(L/D，12h/12h；25
‑
30℃)。
[0022](2)RNA提取：用Trizol reagent(购自Invitrogen公司)进行试验材料叶片的总RNA提取，整个操作过程严格按照Trizol试剂的RNA提取流程说明。
[0023](3)采用诺唯赞的反转录试剂盒逆转录mRNA成cDNA本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种墨兰光周期基因CsCOL4，其特征在于，所述的CsCOL4基因的核苷酸序列如SEQ IDNO.1的第1位到1014位碱基所示。2.一种由权利要求1所述的CsCOL4基因编码的蛋白质，其特征在于，其氨基酸序列如SEQ IDNO.2所示。3.一种含有权利要求1所述的CsCOL4基因的重组植物表达载体。4.根据权利要求3所述的重组植物表达载体，其特征在于，所述的植物表达载体为pBI系列载体、pBin系列载体、Gateway
TW
系列载体或pCAMBIA系列载体。5.权利要求1所述的CsCOL4基因、权利要求2所述的蛋白质或权利要求3、4所述的重组植物表达载体在促进植物营养生长...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建霞，逯有法，李腾基，赵小兰，龙健梅，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：