调控大豆豆荚颜色的蛋白质及其编码基因与应用制造技术

本发明专利技术公开了调控大豆豆荚颜色的蛋白质及其编码基因与应用。本发明专利技术公开的调控大豆豆荚颜色的蛋白质为氨基酸序列是SEQ ID No.2的蛋白质，其编码基因为SEQ ID No.1所示的L1基因。本发明专利技术发现，含有SEQ ID No.1所示L1基因的豆科植物的豆荚表现为黑色，不含有SEQ ID No.1所示L1基因的豆科植物的豆荚表现为黄褐色。使黄褐色豆荚的豆科植物表达L1，可以得到黑色豆荚的豆科植物；敲除黑色豆荚豆科植物中的L1编码基因，可以得到黄褐色豆荚的豆科植物。说明本发明专利技术的调控大豆豆荚颜色的蛋白质及其编码基因可以调控豆科植物豆荚颜色，可用于调控豆科植物豆荚颜色。调控豆科植物豆荚颜色。

【技术实现步骤摘要】
调控大豆豆荚颜色的蛋白质及其编码基因与应用


[0001]本专利技术涉及生物
中，调控大豆豆荚颜色的蛋白质及其编码基因与应用。

技术介绍

[0002]大豆[Glycine max(L.)Merr.]是人类消费、动物饲料和工业加工中植物性蛋白质和油脂的主要来源之一。大豆起源于距今约5,000
‑
9,000年前的东亚野生大豆(Glycine soja(Sieb.&Zucc))。人类通过选择性地改变野生大豆(G.soja)的形态和基因特征，在大豆驯化和改良的复杂进化过程中培育出了具有良好性状的品种。因此，更深入地解析野生大豆到驯化大豆形态和遗传变化，为了解大豆驯化提供了一个良好的窗口，同时也为提高大豆产量和品质提供了有价值的信息。
[0003]大豆驯化的过程涉及到多种性状的选择，其中包括成熟后大豆果荚的颜色。野生大豆(G.soja)的豆荚通常是黑色的，而驯化大豆的豆荚倾向于是褐色或黄褐色。经典的遗传学研究表明，大豆豆荚的颜色是由L1和L2两个基因位点的上位作用决定的。L1等位基因导致黑色豆荚，而在L2或l2背景下，l1等位基因则导致褐色或黄褐色豆荚。然而，负责豆荚颜色的基因仍然未知。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是如何培育改变豆科植物豆荚颜色。
[0005]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含量或活性的物质的下述任一应用：
[0006]D1)调控豆科植物豆荚颜色；
[0007]D2)制备调控豆科植物豆荚颜色产品；
[0008]D3)使豆科植物豆荚颜色由黄褐色改变为黑色；
[0009]D4)制备使豆科植物豆荚颜色由黄褐色改变为黑色产品；
[0010]D5)使豆科植物豆荚颜色由黑色改变为黄褐色；
[0011]D6)制备使豆科植物豆荚颜色由黑色改变为黄褐色产品；
[0012]D7)培育黑色豆荚豆科植物；
[0013]D8)制备培育黑色豆荚豆科植物产品；
[0014]D9)培育黄褐色豆荚豆科植物；
[0015]D10)制备培育黄褐色豆荚豆科植物产品；
[0016]所述蛋白质来源于大豆，其名称为L1，L1为如下A1)、A2)、A3)或A4)：
[0017]A1)氨基酸序列是SEQ ID No.2的蛋白质；
[0018]A2)将序列表中SEQ ID No.2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；
[0019]A3)来源于大豆且与A1)或A2)所述蛋白质具有98％以上同一性且具有调控豆荚颜色功能的蛋白质；
[0020]A4)在A1)或A2)或A3)的N端或/和C端连接标签得到的融合蛋白质。
[0021]为了使A1)中的蛋白质便于纯化，可在由序列表中SEQ ID No.2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。
[0022]表：标签的序列
[0023]标签残基序列Poly
‑
Arg5
‑
6(通常为5个)RRRRRPoly
‑
His2
‑
10(通常为6个)HHHHHHFLAG8DYKDDDDKStrep
‑
tagII8WSHPQFEKc
‑
myc10EQKLISEEDL
[0024]上述A2)中的蛋白质，为与SEQ ID No.2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。
[0025]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。
[0026]上述A2)中的蛋白质的编码基因可通过将SEQ ID No.1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，SEQ ID No.1所示的DNA分子编码SEQ ID No.2所示的蛋白质。
[0027]上述应用中，所述物质可为下述B1)至B9)中的任一种：
[0028]B1)编码L1的核酸分子；
[0029]B2)含有B1)所述核酸分子的表达盒；
[0030]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；
[0031]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；
[0032]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；
[0033]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；
[0034]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；
[0035]B8)降低L1表达量的核酸分子；
[0036]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。
[0037]上述应用中，B1)所述核酸分子可为如下b11)或b12)或b13)或b14)：
[0038]b11)编码序列是序列表中SEQ ID No.1的DNA分子；
[0039]b12)序列表中SEQ ID No.1所示的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L1的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L1的DNA
分子；
[0042]B8)所述核酸分子为靶向B1)所述核酸分子的gRNA。
[0043]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。
[0044]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L1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L1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L1蛋白质且具有L1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。
[0045]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SEQ ID No.2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。同一性可以用肉眼或计算机软件进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.蛋白质或调控所述蛋白质含量或活性的物质的下述任一应用：D1)调控豆科植物豆荚颜色；D2)制备调控豆科植物豆荚颜色产品；D3)使豆科植物豆荚颜色由黄褐色改变为黑色；D4)制备使豆科植物豆荚颜色由黄褐色改变为黑色产品；D5)使豆科植物豆荚颜色由黑色改变为黄褐色；D6)制备使豆科植物豆荚颜色由黑色改变为黄褐色产品；D7)培育黑色豆荚豆科植物；D8)制备培育黑色豆荚豆科植物产品；D9)培育黄褐色豆荚豆科植物；D10)制备培育黄褐色豆荚豆科植物产品；所述蛋白质为如下A1)、A2)、A3)或A4)：A1)氨基酸序列是SEQ ID No.2的蛋白质；A2)将序列表中SEQ ID No.2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)来源于大豆且与A1)或A2)所述蛋白质具有98％以上同一性且具有调控豆荚颜色功能的蛋白质；A4)在A1)或A2)或A3)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)：b11)编码序列是序列表中SEQ ID No.1的DNA分子...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱丽娟，吕向光，李英慧，李艳妃，洪慧龙，李宏宇，赵涛，刘军，姬荣桓，刘斌，
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：