一种植物叶倾角调控基因及其用途制造技术

本发明专利技术涉及一种植物叶倾角调控基因及其用途。本发明专利技术首次发现LC1基因对于植物的叶倾角起到了调节作用。因此，可以将LC1基因应用于植物的改良培育中，选育出具有特定品质性状的品种。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物技术和植物学领域；更具体地，本专利技术涉及一种植物叶倾角调控基因、其用途以及调控植物叶倾角大小的基因工程方法。
技术介绍
水稻是重要的粮食作物，同时也是单子叶植物的模式植物。育种实践表明，水稻株型与产量密切相关，理想的株型是高产的形态和物质基础。水稻叶倾角通常是指叶片和植株茎杆之间的夹角，是构成水稻株型的重要组成部分。叶倾角的大小特别是剑叶倾角的大小对水稻的光合生产量有很大影响研究表明，叶片直立有利于叶片两面受光，减少阳光反射率，增加透光度，并促进种子灌浆时期的氮源储藏增加，从而增加产量，剑叶直立更是被看作改善群体光照的重要条件，直接影响到稻穗的营养转化，因此剑叶直立是理想株型的一个指标。水稻的第一片叶为不完全叶，仅有叶鞘，以后各叶都具有叶片和叶鞘。叶片基部存在白色缺少叶绿素的带状部分，叫叶枕。这部分组织主要由中脉组成，也有少量叶片组织存在。在水稻发育过程中，叶片和叶鞘充分伸长之后，叶枕部位近轴面的细胞开始延伸，从而使叶片从叶鞘的垂直轴弯向远轴端，弯向叶鞘形成叶倾角。已有的研究表明叶倾角发育受到分子水平和激素特别是油菜素内酯等多方面的调控，对倾角形成的分子机理研究有利于指导育种实践。因此，找到调节叶倾角大小的调控基因对于植物改良育种是有积极意义的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种植物叶倾角调控基因及其用途。在本专利技术的第一方面，提供一种调节植物的叶倾角大小的方法，所述方法包括调节植物中LCl蛋白的表达。在另一优选例中，所述的植物选自(但不限于)禾本科植物。在另一优选例中,所述的禾本科植物是水稻,小麦,大麦，玉米,高粱。在另一优选例中，所述的LCl蛋白是(a)如SEQ ID NO 2氨基酸序列的蛋白；(b)将SEQ ID NO 2氨基酸序列经过一个或多个(如1_20个；较佳地1_10 ;更佳地1-5个)氨基酸残基的取代、缺失或添加而形成的，且具有(a)蛋白功能的由(a)衍生的蛋白；或(c)与(a)限定的蛋白序列有90%以上同源性且具有(a)蛋白功能的由(a)衍生的蛋白。在另一优选例中，所述的LCl的编码基因的核苷酸序列如SEQ ID NO 1所示。在另一优选例中，所述方法包括提高植物中LCl蛋白的表达；从而调节植物的叶倾角增大。在另一优选例中，所述方法包括将编码LCl蛋白的多核苷酸转入植物，获得转化入所述多核苷酸的植物。在另一优选例中，所述方法包括(SI)提供携带表达载体的农杆菌，所述的表达载体含有多核苷酸，其编码LCl蛋白；(S2)将植物的细胞或组织或器官与步骤(SI)中的农杆菌接触，从而使所述的多核苷酸转入植物。在另一优选例中，所述方法还包括(S3)选择出转入了所述的多核苷酸的植物细胞、组织、器官；和(S4)将步骤(S3)中的植物细胞、组织、器官或种子再生成植物。在另一优选例中，所述方法包括降低植物中LCl蛋白的表达；从而调节植物的叶倾角减小。在另一优选例中，所述降低植物中LCl蛋白的表达包括将下调所述LCl蛋白的编码序列表达(或转录)的干扰分子(包括反义分子)转入植物细胞、组织、器官，从而下调植物中LCl蛋白的表达。在另一优选例中，所述方法包括(i)提供携带可干扰基因表达的载体的农杆菌，所述的载体选自下组(a)含有反方向启动的LCl蛋白的编码基因或基因片段(反义分子)的载体；(b)含有可在植物体内形成特异性干扰LCl蛋白的编码基因表达(或转录)的成分的干扰分子的载体；(ii)将植物的细胞、组织或器官与步骤(i)中的农杆菌接触，从而使所述载体转入植物细胞、组织或器官。在另一优选例中，所述方法还包括(iii)选择出转入了所述载体的植物细胞、组织或器官；和(iv)将步骤(iii)中的植物细胞、组织或器官再生成植物。在本专利技术的另一方面，提供一种植物，由前述任一所述的方法制备获得。在本专利技术的另一方面，提供一种LCl蛋白或其编码基因的用途，用于调节植物的叶倾角；或用于制备调节植物的叶倾角的材料。在另一优选例中，所述的LCl蛋白或其编码基因用于调节植物的叶倾角增大；或所述的LCl蛋白或其编码基因用于制备调节植物叶倾角减小的材料。在另一优选例中,所述的调节植物叶倾角减小的材料。在本专利技术的另一方面，提供一种降低LCl蛋白表达的物质的用途，用于调节植物的叶倾角减小。在另一优选例中，所述的降低LC I蛋白表达的物质是干扰所述LCl蛋白的编码序列表达(或转录)的干扰分子(包括反义分子)；或是LCl蛋白的抑制剂、拮抗剂、下调剂。 在另一优选例中，所述的降低LCl蛋白表达的物质是含有反方向启动的LCl蛋白的编码基因或基因片段(反义分子)的载体。在本专利技术的另一方面，提供一种调节植物的叶倾角减小的物质，其是含有反方向启动的LCl蛋白的编码基因或基因片段(反义分子)的载体。在本专利技术的另一方面，提供一种调节植物的叶倾角增大的物质，其是含有编码LCl蛋白的多核苷酸的表达载体。在本专利技术的另一方面，提供一种LCl蛋白或其编码基因用途，用于作为鉴定植物的叶倾角大小的分子标记。在另一优选例中，若经检测植物组织中LCl蛋白表达高于一个特定值，则相对而言，所述植物的叶倾角减小；若经检测植物组织中LCl蛋白表达低于该特定值，则相对而言，所述植物的叶倾角增大。其中，除非另外说明，所述的“特定值”是指该植物(较佳地为野生型的该植株)中LCl蛋白表达量的平均值。在另一优选例中，检测相同物种不同品种的植物组织中LCl蛋白表达水平，则相对而言，LCl蛋白表达水平较低的植物品种叶倾角较大，LCl蛋白表达水平较高的植物品种 叶倾角较小。此例可作为育种中亲本筛选的方法之一来应用。本专利技术的其它方面由于本文的公开内容，对本领域的技术人员而言是显而易见的。附图说明图I是水稻叶倾角突变体Icl (右)与野生型(左)材料的表型。图2是突变体Icl中T-DNA的插入位置示意图及PCR验证。图3是突变体Icl中LCl基因表达情况的PCR鉴定。图4 是 pCAMBIA2301-A-LCl 载体图谱。图5是功能互补实验Ttl转基因水稻植株的表型。图6是突变体Icl与互补转基因水稻植株的旗叶的叶倾角的角度统计。图7 是 pCAMBIA1302-LCl 载体图谱。图8是LCl基因过表达转基因水稻植株的表型。图9是LCl基因的DNA核苷酸序列。图10是LCl基因编码的蛋白的氨基酸序列。具体实施例方式本专利技术人经过深入的研究，发现LCl基因对植物叶倾角的大小具有调控作用。因此，可以将LCl基因应用于植物的培育中，选育出具有特定品质性状的品种，如选育出高产品种、株型理想的品种或观赏性好的品种。如本文所用，所述的“植物(或作物、农作物)”包括任何种类的植物，只要该植物适合进行基因的转化操作(转基因操作)，如各种农作物、花卉植物、或林业植物等。所述的植物比如可以是双子叶植物、单子叶植物、或裸子植物。例如但不限于禾本科的水稻、小麦、大麦、高粱、玉米、黑麦；十字花科芸薹属的大白菜、小白菜；十字花科鼠耳芥属植物，此外还包括烟草、瓜果、蔬菜、油菜等等。更具体地，所述的植物包括(但不限于)小麦、大麦、黑麦、7JC稻、玉米、高梁、甜菜、苹果、梨、李、桃、杏、樱桃、草莓、木莓、黑莓、豆、扁豆、豌豆、大豆、油菜、芥、罂粟、齐墩果、向日葵、椰子、蓖麻油植物、可可豆、花生、葫芦、黄瓜、西瓜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种调节植物的叶倾角大小的方法，所述方法包括：调节植物中LC1蛋白的表达。

【技术特征摘要】
1.一种调节植物的叶倾角大小的方法，所述方法包括调节植物中LCl蛋白的表达。2.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述的LCl蛋白是 (a)如SEQID NO 2氨基酸序列的蛋白； (b)将SEQID NO :2氨基酸序列经过一个或多个氨基酸残基的取代、缺失或添加而形成的，且具有(a)蛋白功能的由(a)衍生的蛋白；或 (C)与(a)限定的蛋白序列有90%以上同源性且具有(a)蛋白功能的由(a)衍生的蛋白。3.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述方法包括提高植物中LCl蛋白的表达；从而调节植物的叶倾角增大。4.如权利要求I所述的方法，其特征在于，包括将编码LCl蛋白的多核苷酸转入植物，获得转化入所述多核苷酸的植物。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，包括 (51)提供携带表达载体的农杆菌，所述的表达载体含有多核苷酸，其编码LCl蛋白； (52)将植物的细胞或组织或器官与步骤(SI)中的农杆菌接触，从而使所述的多核苷酸转入植物。6.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述方法包括降低植物中LCl蛋白的表达；从而调节植物的叶倾角减小。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述降低植物中LCl蛋白的表达包括 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛红卫，赵淑青，
申请(专利权)人：中国科学院上海生命科学研究院，
类型：发明
国别省市：