与小麦产量相关的三个同源基因及相关蛋白质制造技术

本发明专利技术公开了与小麦产量相关的三个同源基因及相关蛋白质。本发明专利技术公开的与小麦产量相关的三个同源基因为来源于小麦A、B、D基因组的HGY1基因，HGY1基因分别编码序列表中序列3、序列6和序列9所示的蛋白质。实验证明，与野生植物相比，将本发明专利技术的与小麦产量相关的HGY1基因导入植物得到的转基因植株的穗粒数与千粒重均显著增加，而HGY1基因敲除后穗粒数与千粒重均显著降低，说明，本发明专利技术的HGY1基因及其编码的蛋白质可以调控小麦的每穗穗粒数和千粒重。的蛋白质可以调控小麦的每穗穗粒数和千粒重。

【技术实现步骤摘要】
与小麦产量相关的三个同源基因及相关蛋白质


[0001]本专利技术涉及生物
中，与小麦产量相关的三个同源基因及相关蛋白质。

技术介绍

[0002]联合国粮农组织预测到21世纪中叶，全球谷物产量需要增加50％，才能满足日益增长的人类需求。小麦(Triticumaestivum L.)是禾本科、小麦属一年草本植物，适应性强，是世界范围种植范围最广的作物之一。小麦的颖果营养丰富，磨成面粉后可制作面包、馒头、饼干、面条等食物，发酵后可制成啤酒、酒精、白酒，是人类的主食之一。小麦产量占全球谷物产量的30％，提供了人类所需能量和蛋白的20％。提高小麦产量仍然是当前小麦育种工作的主要任务之一。近年来随着全球气候变化、自然灾害和作物病害频发，提高小麦产量面临巨大困难。小麦是我国主要粮食作物之一，小麦稳产高产对于保障我国粮食安全至关重要。
[0003]籽粒大小、穗粒数和单位面积穗数是小麦产量的决定性因素。千粒重是展示籽粒大小的一个重要指标。其中小麦千粒重和穗粒数一般是负相关，在小麦育种过程难以同时提高穗粒数和千粒重。
[0004]分子育种能够定向提升特定产量性状，加速新品种的培育进程。相关基因的克隆和优异位点的挖掘能够为小麦分子育种提供宝贵信息。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是如何提高植物产量。
[0006]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：
[0007]D1)调控植物产量；
[0008]D2)制备调控植物产量产品；
[0009]D3)提高植物产量；
[0010]D4)制备提高植物产量产品；
[0011]D5)培育产量提高植物；
[0012]D6)制备培育产量提高植物产品；
[0013]所述蛋白质来源于小麦，其名称为High Grain Yield 1(简称为HGY1)，HGY1为如下A1)、A2)或A3)：
[0014]A1)氨基酸序列是序列3、序列6或序列9的蛋白质；
[0015]A2)将序列表中序列3、序列6或序列9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]HGY1为HGY
‑
A1、HGY
‑
B1和/或HGY
‑
D1，HGY
‑
A1、HGY
‑
B1和HGY
‑
D1的氨基酸序列分别为序列3、序列6和序列9。
[0018]为了使A1)中的蛋白质便于纯化，可在由序列表中序列3、序列6或序列9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。
[0019]表：标签的序列
[0020]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
[0021]上述A2)中的HGY1蛋白质，为与序列3、序列6或序列9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。
[0022]上述A2)中的HGY1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。
[0023]上述A2)中的HGY1蛋白质的编码基因可通过将序列2、5或8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、5和8所示的DNA分子分别编码序列3、序列6和序列9所示的HGY1蛋白质。
[0024]上述应用中，所述物质可为下述B1)至B9)中的任一种：
[0025]B1)编码HGY1的核酸分子；
[0026]B2)含有B1)所述核酸分子的表达盒；
[0027]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；
[0028]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；
[0029]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；
[0030]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；
[0031]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；
[0032]B8)降低HGY1表达量的核酸分子；
[0033]B9)含有B8)所述核酸分子的表达盒、重组载体、重组微生物、转基因植物细胞系、转基因植物组织或转基因植物器官。
[0034]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)：
[0035]b11)编码序列是序列表中序列2、序列5或序列8的cDNA分子或DNA分子；
[0036]b12)序列表中序列2、序列5或序列8所示的DNA分子；
[0037]b13)序列表中序列1、序列4或序列7所示的DNA分子；
[0038]b14)与b11)或b12)或b13)限定的核苷酸序列具有75％或75％以上同一性，且编码
HGY1的cDNA分子或DNA分子；
[0039]b15)在严格条件下与b11)或b12)或b13)或b14)限定的核苷酸序列杂交，且编码HGY1的cDNA分子或DNA分子。
[0040]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。
[0041]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HGY1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HGY1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HGY1蛋白质且具有HGY1蛋白质功能，均是衍生于本专利技术的核苷酸序列并且等同于本专利技术的序列。
[0042]这里使用的术语“同一性”指与天然核酸序列的序列相似性。“同一性”包括与本专利技术的编码序列3、序列6或序列9所示的氨基酸序列组成的蛋白质的核苷酸序列具有75％或更高，或85％或更高，或90％或更高，或95％或更高同一性的核苷酸序列。同一性可以用肉眼本文档来自技高网...

【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)调控植物产量；D2)制备调控植物产量产品；D3)提高植物产量；D4)制备提高植物产量产品；D5)培育产量提高植物；D6)制备培育产量提高植物产品；所述蛋白质为如下A1)、A2)或A3)：A1)氨基酸序列是序列3、序列6或序列9的蛋白质；A2)将序列表中序列3、序列6或序列9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.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述物质为下述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)降低权利要求1中所述蛋白质表达量的核酸分子；B9)含有B8)所述核酸分子的表达盒、重组载体、重组微生物、转基因植物细胞系、转基因植物组织或转基因植物器官。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、序列5或序列8的cDNA分子或DNA分子；b12)序列表中序列2、序列5或序列8所示的DNA分子；b13)序列表中序...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭自峰，刘洋洋，申立平，张丽丽，
申请(专利权)人：中国科学院植物研究所，
类型：发明
国别省市：