控制种子大小和油脂合成的基因制造技术

本发明专利技术涉及一种控制种子大小和/或油脂合成的基因，包含该基因的载体，核酸构建体，细胞，植物材料等，本发明专利技术还涉及一种控制种子大小和/或油脂合成的方法，以及本发明专利技术的基因的用途。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物
，更具体地，本专利技术涉及控制种子大小和/或油脂合成的基因。
技术介绍
目前，含油种子农作物中油的水平和植物种子大小已经通过传统育种和选择方法而得以逐渐增加。尽管我们可以通过诸如导入或操作含油种子中的各种植物脂肪酸生物合成基因来实现脂肪酸比例的增加，然而仍然需要增加植物种子大小和油含量的改良方法。 同时，在农业生产中，有时需要降低植物种子中油脂含量以获得更为有利的性状，例如在用于生产蛋白粉的大豆中。拟南芥是一种十字花科植物，广泛用于植物遗传学、发育生物学和分子生物学的研究，已成为一种典型的模式植物。PNY作为一种BELl-Iike (BELL) homeodomain protein 与KNOTTEDl-Iike homeobox (KNOX)家族的BP相互作用，参与了茎和胎座框的发育(Smith and Hake, 2003 ；Alonso-Cantabrana et al.，2007)。现有技术已经发现 PNY 与 BP 相互作用调节花序的发育以及荚果的形态(Smith and Hake, 2003 ；Ragniet al，2008，；Bhatt et al,2004 ；Byrne et al，2003 ；Alonso-Cantabrana et al，2007)。然而，至今，PNY 与控制种子大小和/或油脂合成有关的功能分析尚未见报道。
技术实现思路
本专利技术人通过图位克隆法分离了控制种子大小和/或油脂合成的基因，更具体的是拟南芥中控制种子大小和/或油脂合成的基因，所述基因为拟南芥第5染色体上 At5g02030 (PNY)基因。基于上述基因，本专利技术的目的之一是提供一种分离的多核苷酸，其包含或由选自下组之一的多核苷酸组成a)具有SEQ ID NO 1所示序列的多核苷酸；b)多核苷酸，其编码SEQ ID NO :4所示的氨基酸序列，或编码在SEQ ID NO :4所示的氨基酸序列中经过取代，缺失或添加一个或几个氨基酸而得到的氨基酸序列，或具有SEQ ID NO 2所示的cDNA序列，或具有SEQ ID NO 3所示的序列；c)多核苷酸，其与SEQ ID NO=I所示序列具有至少60%序列同一性；d)多核苷酸，其在严谨条件下与a)或b)或c)之一杂交；e)多核苷酸，其为a)_d)之一的片段。在一个优选的实施方案中，本专利技术的多核苷酸c)中所述的多核苷酸与SEQ ID NO 1所示序列具有至少70%序列同一性，优选至少80%序列同一性，还优选至少95%序列同一性；更优选至少99%序列同一性。优选地，本专利技术的多核苷酸是一种控制种子大小和/或油脂合成的核酸。本专利技术另外提供一种分离的多核苷酸，其具有SEQ ID NO :1所示序列，其中位点1942的G被A取代。为了更好地实施本专利技术，进一步提供一种载体，其包含上述至少一种多核苷酸。本专利技术同时提供一种核酸构建体，其包含上述至少一种多核苷酸。本专利技术还提供了一种植物细胞，其包含上述的核酸构建体。本专利技术还提供了包含上述植物细胞的植物。进一步地，本专利技术的所述植物是单子叶植物或双子叶植物。优选地，本专利技术的单子叶植物选自玉米，稻，小麦，大麦或棕榈，本专利技术的双子叶植物选自拟南芥，大豆，油菜， 花生，向日葵，红花，棉花，烟草，番茄，马铃薯和可可。特别优选地，本专利技术的双子叶植物是拟南芥。特别地，本专利技术的植物是蓝藻。本专利技术还包括植物材料，其包括本专利技术的植物的后代，克隆，繁殖材料，种子，荚果。优选地，本专利技术的植物材料是种子。本专利技术还包括从本专利技术的植物材料制备的组合物，包括食品，油，粉，饲料。本专利技术还包括从经转化的植物的一或多种种子制备的油，所述植物含有本专利技术的多核苷酸。本专利技术的另一个目的是提供一种蛋白质，其具有如SEQ ID NO :4所示的氨基酸序列或该序列中经过取代，缺失或添加一个或几个氨基酸而得到的氨基酸序列。另一方面，通过抑制本专利技术的多核苷酸的表达，本专利技术人证明，在植物中能够促进种子增大，或者使种子中油脂的含量增加。本领域技术人员了解通过常规的生物学方法可以使本专利技术的多核苷酸表达降低，特别有效的方法是RNA干扰方法和反义RNA方法。因此本专利技术的另一方面提供一种促进种子增大和/或油脂合成的方法，包括在产生所述种子并且含有本专利技术的多核苷酸的植物中使本专利技术的多核苷酸表达降低或不表达的步骤。本领域普通技术人员了解使本专利技术的多核苷酸表达降低或不表达的方法。其包括但不限于RNA干扰方法或反义RNA方法。同时，本专利技术还涉及一种促进种子增大和/或油脂合成的方法，包括在产生所述种子并且含有本专利技术的蛋白质的植物中使本专利技术的蛋白质活性降低或丧失的步骤。本专利技术的另一方面涉及一种抑制种子增大和/或油脂合成的方法，包括用本专利技术的多核苷酸转化植物并使所述多核苷酸在所述植物中表达的步骤。通过本专利技术人的研究，本领域技术人员可以相信，通过用本专利技术的多核苷酸转化目标植物，并使所述多核苷酸在目标植物中表达，特别是过表达，可以促进脂肪酸合成的负调控，从而抑制种子增大和/或油脂合成，进而降低种子中的油脂含量。所述方法对于希望其中油脂含量尽可能低的种子，例如用于生产蛋白粉的大豆的种子，具有重要意义。转化植物并使本专利技术的多核苷酸在被转化的植物中表达的方法是本领域普通技术人员所熟知的。本专利技术的另一个目的是提供本专利技术的多核苷酸在控制种子大小和/或油脂合成中的用途。本领域技术人员基于现有技术和本说明书公开的内容可以得知，可利用本专利技术的载体的植物包括双子叶和单子叶植物，优选产油种类，包括但不限于玉米(Zea mays)，油菜(Brassica sp.)，具体是可用作种子油来源的那些油菜种类(例如，B. napus，B. rapa， B. juncea), ( H ^ (Helianthus annuus), ^1 (Carthamus tinctorius), M (Oryza5sativa)，大豆(Glycine max)，烟草(Nicotiana tabacum)，花生(Arachis hypogaea)，棉花(Gossypium barbadense，Gossypium hirsutum)，椰子(coconut) (Cocosnucifera)，可可 (Theobroma cacao)，油掠榈(Elaeis guineensis)，亚麻(flax) (Linum usitatissimum)； Cuphea species ；蓖麻(castor)(Ricinuscommunis)，撤揽(olive)(Olea europaea)， 腰果(cashew) (Anacardiumoccidentale)，马卡达姆坚果(macadamia)(Macadamia integrifolia)禾口杏仁(almond) (Prunus amygdalus))。本专利技术所述植物可用于产生含有有价值的商业产品诸如油和动物饲料的种子。这种种子的加工和碾磨是本领域已知的。本专利技术的其它目的见于本专利技术的详细描述之中。除非有其它说明，本专利技术的实施使用本领域中的传统分子生物学，细胞生物学，和克隆技术。这些技术是技术人员熟知的，并在文献中有详细解释。此外，用于杂交的严谨条件是本领域技术人员所熟知的，诸如示例性高严谨条件包括在本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．分离的多核苷酸，其包含或由选自下组之一的多核苷酸组成：ａ）具有ＳＥＱ　ＩＤ　ＮＯ：１所示序列的多核苷酸；ｂ）多核苷酸，其编码ＳＥＱ　ＩＤ　ＮＯ：４所示的氨基酸序列，或编码在ＳＥＱＩＤ　ＮＯ：４所示的氨基酸序列中经过取代，缺失或添加一个或几个氨基酸而得到的氨基酸序列，或具有ＳＥＱ　ＩＤ　ＮＯ：２所示的ｃＤＮＡ序列，或具有ＳＥＱ　ＩＤＮＯ：３所示的序列；ｃ）多核苷酸，其与ＳＥＱ　ＩＤ　ＮＯ：１所示序列具有至少６０％序列同一性；ｄ）多核苷酸，其在严谨条件下与ａ）或ｂ）或ｃ）之一杂交；ｅ）多核苷酸，其为ａ）－ｄ）之一的片段。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：凌宏清，孔丹宇，陈春林，
申请(专利权)人：中国科学院遗传与发育生物学研究所，
类型：发明
国别省市：11