本发明专利技术公开了一种小麦矮秆基因串联重复片段及其应用。该DNA分子是由两个以上的如下I或II或III的DNA片段串联而成的分子：I由序列表中序列1的第2218-4089位(Rht-D1b基因)所示的核苷酸序列组成的DNA片段；II由序列表中序列1的第1-4089位(Rht-D1b启动子和Rht-D1b基因)所示的核苷酸序列组成的DNA片段；III由序列表中序列1所示的核苷酸序列组成的DNA片段。本发明专利技术的小麦矮秆基因串联重复片段形成的DNA分子可以显著降低小麦株高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及小麦矮杆基因串联重复片段及其应用。
技术介绍
上个世纪60年代，由于小麦的矮杆基因在小麦生产中的广泛利用，使得小麦产量有了大幅度地提高，因此，小麦的矮杆基因Rht-Blb和Rht-Dlb被称为“绿色革命”基因。在小麦中发现了 21个矮杆基因，从Rht I到Rht21 (http: / / wheat, pw. usda. gov/GG2/Triticum/wgc/2008/GeneSymbol. pdf)，其中四个，Rht-Blb (Rhtl), Rht-Blc (Rht3)，Rht-Dlb (Rht2)以及Rht-Dlc(RhtlO)是对赤霉素不敏感的，其余的基因对赤霉素敏感。Rht-Blb和Rht-Dlb分别定位在4BS和4DS上，这两个基因被广泛地应用到小麦育种中。Rht-Blb和Rht-Dlb克隆后，发现它们编码DELLA蛋白，而DELLA蛋白是赤霉素信号转导通路中的一个负调控因子，抑制植物的生长。当赤霉素缺失的时候，DELLA蛋白抑制着赤霉素 相应的基因，导致了依赖赤霉素成长的植株生长缓慢；相反，当有赤霉素的时候，GA信号通过一种尚未发现的磷酸酶和SCFsm的复合体诱导了 DELLA蛋白的磷酸化，从而使得DELLA蛋白被泛素化进一步被26S蛋白体降解。当DELLA蛋白部分缺失而变得很难降解时，比如拟南芥中的gai，它缺失了接近N端的17个氨基酸残基，植株就会表现出矮杆。在Rht-Dlb中有一个T到G碱基的突变，使得E61 (GGA)翻译成了终止密码子(TGA)，从而导致了 N端的缺失，含有该基因的植株也表现出半矮杆。除了缺失突变会造成矮杆现象以外，过量表达DELLA蛋白也会造成很强的致矮作用。低表达量的gal造成了轻微的矮化，而高表达量的gal则更大程度的矮化了株高，甚至是没有突变的GAI过量表达，也会有一定的降低株高的作用。矮变一号是西安农科所发现的一个自然突变体，株高只有25cm左右，是世界上最矮的小麦之一。矮变一号中的强降杆是Rht-Dlc(RhtlO)这个基因在起着作用，而这个基因被定位在4D染色体的短臂上，与Rht-Dlb是等位基因。在所有的小麦矮杆基因中，Rht-Dlc是降杆能力最强的一个。除了科学上的重要性，Rht-Dlc在小麦育种上也有重要的价值。ms2是完全显性的雄性不育基因，也定位在4D短臂上。刘秉华研究员将ms2和Rht-Dlc整合到了一起育成了著名的矮败小麦，败育的小麦同时具有矮杆和不育的表型，而高杆的后代是可育的。正因为不育的小麦是矮杆，因此在育种工作中很容易识别和授粉，尤其在轮回选择育种中。矮败小麦已经被证明是很有价值的育种材料，利用该材料目前已培育出了 42个新的小麦品种，推广面积I. 85亿亩，增产小麦56亿公斤，创造了重大的社会效益和经济效益。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供小麦矮杆基因串联重复片段形成的DNA分子。该DNA分子能够极强的降低小麦株高。本专利技术所提供的DNA分子，名称为Rht-Dlb: : Rht-Dlb，来源于小麦，是由两个以上(如两个)的DNA片段串联而成的分子，具体可为如下I)或2)或3)的片段I)是如下I或II或III的DNA片段I由序列表中序列I的第2218-4089位(Rht-Dlb基因)所示的核苷酸序列组成的DNA片段；II由序列表中序列I的第1-4089位(Rht-Dlb启动子和Rht-Dlb基因)所示的核苷酸序列组成的DNA片段；III由序列表中序列I所示的核苷酸序列组成的DNA片段；2)与I)限定的DNA的序列至少具有70%、至少具有75%、至少具有80%、至少具 有85%、至少具有90%、至少具有95%、至少具有96%、至少具有97%、至少具有98%或至少具有99%同源性；3)在严格条件下与I)或2)限定的DNA序列杂交的分子。序列表中序列I的第1-2217位为启动子、第2218-4089位为Rht-Dlb基因、第4358-5152 位为 polyA。所述严格条件可为如下50°C，在7%十二烷基硫酸钠(SDS)、0· 5M Na3PO4和ImMEDTA的混合溶液中杂交，在50°C，2XSSC，0. I % SDS中漂洗；还可为50°C，在7% SDS、0. 5MNa3POjP ImM EDTA的混合溶液中杂交，在50°C，I X SSC，O. I % SDS中漂洗；还可为50°C，在7% SDS,O. 5M Na3PO4和 ImM EDTA 的混合溶液中杂交，在 50°C，O. 5X SSC, O. 1% SDS 中漂洗；还可为50°C，在 7% SDS,O. 5M Na3POjP ImM EDTA 的混合溶液中杂交，在 50°C，O. I X SSC,O.1% SDS中漂洗；还可为50°C，在7% SDS,O. 5M Na3POjP ImM EDTA的混合溶液中杂交，在65°C，0. I XSSC,O. 1% SDS中漂洗；也可为在6XSSC，0. 5% SDS的溶液中，在65°C下杂交，然后用 2 X SSC, O. 1% SDS 和 I X SSC, O. 1% SDS 各洗膜一次。含有所述DNA分子的重组载体、表达盒、转基因细胞系、重组菌或重组病毒也属于本专利技术的保护范围。可用现有的植物表达载体构建含有所述DNA分子的重组表达载体。所述植物表达载体包括双元农杆菌载体和可用于植物微弹轰击的载体等。如pROKII、pBin438、PCAMBIA1302、pCAMBIA2301、pCAMBIA1301、pCAMBIA1300、pBI121、pCAMBIA1391-Xa 或pCAMBIA1391-Xb(CAMBIA公司)等。所述植物表达载体还可包含外源基因的3’端非翻译区域，即包含聚腺苷酸信号和任何其它参与mRNA加工或基因表达的DNA片段。所述聚腺苷酸信号可引导聚腺苷酸加入到mRNA前体的3’端，如农杆菌冠瘿瘤诱导(Ti)质粒基因(如胭脂合成酶Nos基因)、植物基因(如大豆贮存蛋白基因)3’端转录的非翻译区均具有类似功能。使用所述DNA分子构建重组植物表达载体时，在其转录起始核苷酸前可加上任何一种增强型启动子(如花椰菜花叶病毒(CAMV) 35S启动子、玉米的泛素启动子(Ubiquitin))、组成型启动子或组织特异表达启动子(如种子特异表达的启动子)，它们可单独使用或与其它的植物启动子结合使用；此外，使用本专利技术的DNA分子构建植物表达载体时，还可使用增强子，包括翻译增强子或转录增强子，这些增强子区域可以是ATG起始密码子或邻接区域起始密码子等，但必需与编码序列的阅读框相同，以保证整个序列的正确翻译。所述翻译控制信号和起始密码子的来源是广泛的，可以是天然的，也可以是合成的。翻译起始区域可以来自转录起始区域或结构基因。为了便于对转基因植物细胞或植物进行鉴定及筛选，可对所用植物表达载体进行加工，如加入可在植物中表达的编码可产生颜色变化的酶或发光化合物的基因(GUS基因、萤光素酶基因等)、抗生素的标记基因(如赋予对卡那霉素和相关抗生素抗性的nptll基因，赋予对除草剂膦丝菌素抗性的bar基因，赋予对抗生素潮霉素抗性的hph基因,和赋予对methatrexate抗性的dhfr基因,赋予对草甘磷抗性的EP本文档来自技高网...
【技术保护点】
DNA分子，是由两个以上的DNA片段串联而成的分子，其特征在于：所述DNA片段为如下1)或2)或3)的片段：1)是如下I或II或III的DNA片段：I由序列表中序列1的第2218？4089位所示的核苷酸序列组成的DNA片段；II由序列表中序列1的第1？4089位所示的核苷酸序列组成的DNA片段；III由序列表中序列1所示的核苷酸序列组成的DNA片段；2)与1)限定的DNA的序列至少具有70％、至少具有75％、至少具有80％、至少具有85％、至少具有90％、至少具有95％、至少具有96％、至少具有97％、至少具有98％或至少具有99％同源性；3)在严格条件下与1)或2)限定的DNA序列杂交的分子。
【技术特征摘要】
1.DNA分子，是由两个以上的DNA片段串联而成的分子，其特征在于所述DNA片段为如下I)或2)或3)的片段 1)是如下I或II或III的DNA片段 I由序列表中序列I的第2218-4089位所示的核苷酸序列组成的DNA片段； II由序列表中序列I的第1-4089位所示的核苷酸序列组成的DNA片段； III由序列表中序列I所示的核苷酸序列组成的DNA片段； 2)与I)限定的DNA的序列至少具有70%、至少具有75%、至少具有80%、至少具有85%、至少具有90%、至少具有95%、至少具有96%、至少具有97%、至少具有98%或至少具有99%同源性； 3)在严格条件下与I)或2)限定的DNA序列杂交的分子。2.含有权利要求I所述DNA分子的重组载体、表达盒、转基因细胞系、重组菌或重组病毒。3.根据权利要求2所述的重组载体，其特征在于所述重组载体为将所述DNA分子插入pCAMBIA2200得到的重组表达载体。4.根据权利要求2或3所述的重组载体，其特征在于所述重组载体中，启动权利要求I所述DNA分子转录的启动子为如下a)或b)的启动子 a)其核苷酸序列是序列表中序列I第1-2217位所示的DNA分子； ...
【专利技术属性】
技术研发人员：孔秀英，李异媛，肖建会，贾继增，
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：
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