本發(fā)明屬于生物,具體涉及蛋白質(zhì)dcft1在抑制植物開花和生長中的應用。
背景技術(shù):
1、胡蘿卜(daucus?carota?var.?sativa?hoffm.)為綠體春化長日照作物,在營養(yǎng)生長期并有一定大小時,在春夏季遇到一定時期的低溫而先期通過春化,從而引起抽薹甚至開花,這種現(xiàn)象稱為未熟抽薹。胡蘿卜未熟抽薹后,肉質(zhì)根迅速變硬,失去食用價值,給廣大種植戶帶來很大的經(jīng)濟損失。挖掘胡蘿卜開花調(diào)控相關(guān)基因,對于快速有效解決胡蘿卜未熟抽薹問題具有重要意義。
2、ft與tfl同屬于pebps(phosphatidyl?ethanolamine-binding?proteins)。pebp家族蛋白在細菌、動物和植物中廣泛存在,主要在生長和分化途徑中的信號傳導途徑中發(fā)揮作用。被子植物中,ft/tfl在蛋白序列和功能上都很保守,例如擬南芥atft的同源蛋白蘋果mdft1、mdft2、楊樹pnft1、pnft2、豌豆psfta1、psfta2促進花芽分化,而attfl1的同源蛋白蘋果mdtfl1、豌豆pstfl1a、pstfl1c延遲花芽的分化。ft同源基因在進化過程中,部分基因進化得到了抑制花器官分化的功能。例如野生向日葵基因組只有一個促進花芽分化的haft1基因,而栽培向日葵基因組中含有四個ft基因,其中一個ft1等位基因為haft1基因的移碼突變體,功能是抑制花芽分化。甜菜基因組含有兩個ft同源基因,兩者在誘導開花的過程中功能是相反的。bvft1抑制花芽分化,bvft2促進花芽的分化。截止目前,胡蘿卜中dcft1基因的具體功能并不清楚。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是抑制植物開花或使植物的開花時間推遲。
2、本發(fā)明首先保護蛋白質(zhì)dcft1的應用,可為s1)或s2)或s3)或s4):
3、s1)抑制植物開花;
4、s2)培育開花時間推遲的轉(zhuǎn)基因植物;
5、s3)抑制植物生長;
6、s4)培育生長受到抑制的轉(zhuǎn)基因植物。
7、本發(fā)明還保護編碼蛋白質(zhì)dcft1的核酸分子的應用,可為s1)或s2)或s3)或s4):
8、s1)抑制植物開花;
9、s2)培育開花時間推遲的轉(zhuǎn)基因植物;
10、s3)抑制植物生長;
11、s4)培育生長受到抑制的轉(zhuǎn)基因植物。
12、上述任一所述的應用中,所述抑制植物開花可表現(xiàn)為植物開花時間推遲。
13、上述任一所述的應用中,所述抑制植物生長可表現(xiàn)為植物的株高降低和/或葉片面積減小。
14、上述任一所述的應用中,所述生長可為株高和/或葉片。
15、上述任一所述的應用中,所述植物可為如下c1)至c8)中的任一種:c1)雙子葉植物;c2)單子葉植物;c3)茄科植物;c4)煙草;c5)本氏煙草;c6)十字花科植物;c7)擬南芥;c8)野生型擬南芥columbia-0亞型。
16、本發(fā)明還保護一種培育轉(zhuǎn)基因植物的方法,可包括如下步驟:提高出發(fā)植物中蛋白質(zhì)dcft1的表達量和/或活性,得到轉(zhuǎn)基因植物;與出發(fā)植物相比,轉(zhuǎn)基因植物的開花時間推遲和/或生長受到抑制。
17、上述方法中,所述提高出發(fā)植物中蛋白質(zhì)dcft1的表達量和/或活性可通過轉(zhuǎn)基因、多拷貝、改變啟動子、調(diào)控因子等本領(lǐng)域熟知的方法,達到提高出發(fā)植物中蛋白質(zhì)dcft1的表達量和/或活性的效果。
18、上述方法中,所述提高出發(fā)植物中蛋白質(zhì)dcft1的表達量和/或活性通過向出發(fā)植物中導入編碼蛋白質(zhì)dcft1的核酸分子實現(xiàn)。
19、上述方法中,所述向出發(fā)植物中導入編碼蛋白質(zhì)dcft1的核酸分子可通過向出發(fā)植物中導入重組載體實現(xiàn);所述重組載體可為向表達載體插入編碼蛋白質(zhì)dcft1的核酸分子,得到的重組質(zhì)粒。所述表達載體具體可為超表達載體sup1300。
20、上述方法中,所述重組載體具體可為重組質(zhì)粒sup1300-dcft1。所述重組質(zhì)粒sup1300-dcft1具體可為將超表達載體sup1300的限制性內(nèi)切酶hindⅲ和kpni的識別序列之間的dna小片段替換為seq?id?no:1自5’末端起第1至531位所示的dna分子,得到的重組質(zhì)粒。
21、所述轉(zhuǎn)基因植物具體可為實施例2提及的 oedcft1-2或 oedcft1-4;此時出發(fā)植物為野生型擬南芥( arabidopsis?thaliana)(columbia-0亞型)。
22、所述轉(zhuǎn)基因植物具體可為實施例3提及的 oedcft1-1、 oedcft1-2和 oedcft1-4;此時出發(fā)植物為本氏煙草。
23、本發(fā)明還保護植物育種方法,可包括如下步驟:增加植物中蛋白質(zhì)dcft1的含量和/或活性,從而推遲開花時間和/或抑制生長。
24、上述任一所述的方法中,所述生長可為株高和/或葉片。
25、上述任一所述的方法中,所述抑制生長可表現(xiàn)為株高降低和/或葉片面積減小。
26、上述任一所述蛋白質(zhì)dcft1可為a1)或a2)或a3):
27、a1)氨基酸序列是seq?id?no:2所示的蛋白質(zhì);
28、a2)在a1)所示的蛋白質(zhì)的n端或/和c端連接標簽得到的融合蛋白質(zhì);
29、a3)將a1)或a2)所示的氨基酸序列經(jīng)過一個或幾個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加得到的與植物開花和/或生長相關(guān)的蛋白質(zhì)。
30、所述a2)中,標簽可為poly-arg標簽(rrrrr)、flag標簽(dykddddk)、strep-tag標簽(wshpqfek)或c-myc標簽(eqkliseedl)。
31、所述a3)中,所述一個或幾個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加為不超過10個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加。
32、所述a3)中的蛋白質(zhì)dcft1可人工合成,也可先合成其編碼基因,再進行生物表達得到。
33、所述a3)中的蛋白質(zhì)dcft1可通過將seq?id?no:1所示的dna序列中缺失一個或幾個氨基酸殘基的密碼子,和/或進行一個或幾個堿基對的錯義突變,和/或在其5′端和/或3′端連上上述任一所述的標簽的編碼序列得到。
34、其中,seq?id?no:2由177個氨基酸殘基組成。
35、上述任一所述編碼蛋白質(zhì)dcft1的核酸分子可為如下b1)或b2)或b3)或b4)所示的dna分子:
36、b1)編碼區(qū)是seq?id?no:1所示的dna分子;
37、b2)核苷酸序列是seq?id?no:1所示的dna分子;
38、b3)與b1)或b2)限定的核苷酸序列具有75%或75%以上同一性,且編碼蛋白質(zhì)dcft1的dna分子;
39、b4)在嚴格條件下與b1)或b2)限定的核苷酸序列雜交,且編碼蛋白質(zhì)dcft1的dna分子。
40、其中,所述核酸分子可以是dna,如cdna、基因組dna或重組dna;所述核酸分子也可以是rna,如mrna或hnrna等。
41、其中,seq?id?no:1由534個核苷酸組成,seq?id?no:1所示的dna分子編碼seq?idno:2所示的氨基酸序列。
42、本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以很容易地采用已知的方法,例如定向進化和點突變的方法,對本發(fā)明的編碼所述蛋白質(zhì)dcft1的核苷酸序列進行突變。那些經(jīng)過人工修飾的,具有與本發(fā)明分離得到的編碼所述蛋白質(zhì)dcft1的核苷酸序列75%或者更高同一性的核苷酸,只要編碼所述蛋白質(zhì)dcft1,均是衍生于本發(fā)明的核苷酸序列并且等同于本發(fā)明的序列。
43、這里使用的術(shù)語“同一性”指與天然核酸序列的序列相似性。“同一性”包括與本發(fā)明的編碼氨基酸序列如seq?id?no:2所示的蛋白質(zhì)dcft1的核苷酸序列具有75%或更高,或80%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計算機軟件進行評價。使用計算機軟件,兩個或多個序列之間的同一性可以用百分比(%)表示,其可以用來評價相關(guān)序列之間的同一性。
44、上述任一所述植物可為如下c1)至c8)中的任一種:c1)雙子葉植物;c2)單子葉植物;c3)茄科植物;c4)煙草;c5)本氏煙草;c6)十字花科植物;c7)擬南芥;c8)野生型擬南芥columbia-0亞型。
45、實驗證明,在野生型擬南芥中過表達 dcft1基因可以抑制開花和生長,抑制開花表現(xiàn)為開花時間推遲和開花時的蓮座葉片數(shù)量增加,抑制生長表現(xiàn)為株高降低;在本氏煙草中過表達 dcft1基因可以抑制開花和生長,抑制開花表現(xiàn)為開花時間推遲,抑制生長表現(xiàn)為株高降低和葉片面積減小。由此可見,蛋白質(zhì)dcft1可以調(diào)控植物開花和生長。本發(fā)明具有重要的應用價值。