與植物產(chǎn)量提高和品質(zhì)改良相關(guān)的蛋白及編碼基因與應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種與植物產(chǎn)量提高和品質(zhì)改良相關(guān)的蛋白及編碼基因與應(yīng)用。本發(fā)明所提供的蛋白是如下（a）或（b）：（a）由序列表中序列1所示的氨基酸序列組成的蛋白質(zhì)；（b）將（a）所限定的蛋白質(zhì)的氨基酸序列經(jīng)過一個(gè)或幾個(gè)氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加，且與提高植物產(chǎn)量和改良植物品質(zhì)相關(guān)的蛋白質(zhì)。實(shí)驗(yàn)證明，本發(fā)明所提供的蛋白可以提高種子單株產(chǎn)量、百粒重、種子大小、脂肪含量，以及株高。本發(fā)明在培育高產(chǎn)和高油植物新品種方面具有重要意義。
【專利說明】與植物產(chǎn)量提高和品質(zhì)改良相關(guān)的蛋白及編碼基因與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于基因工程領(lǐng)域，涉及一種與植物產(chǎn)量提高和品質(zhì)改良相關(guān)的蛋白及編碼基因與應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人口的不斷增長(zhǎng)，全球糧食消費(fèi)量一直高于產(chǎn)量，據(jù)預(yù)測(cè)到2030年糧食需求將會(huì)提高30%至40%，因此只有不斷提高糧食作物的產(chǎn)量，才能滿足不斷增長(zhǎng)的糧食需求。隨著經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，人們對(duì)糧食品質(zhì)的要求也在提高，需要食用品質(zhì)更好，營(yíng)養(yǎng)更豐富的食物。
[0003]大豆是一種重要的糧食作物和油料作物，也是人類的主要食用蛋白、工業(yè)原料和保健藥品的來源。大豆種子含有40%的蛋白和20%的油脂。此外也富含大量的生理活性物質(zhì)如異黃酮、卵磷脂、維生素E、皂苷類等。近年來，人們對(duì)富含蛋白、油及其他保健成分的大豆的消費(fèi)在不斷增加，使得增加大豆的供應(yīng)迫在眉睫。盡管大豆產(chǎn)量在不斷提高，但相比其他主要作物，大豆產(chǎn)量還有很大的增長(zhǎng)潛力，油脂和蛋白的成分也有很大的提升空間。現(xiàn)代生物工程技術(shù)可以打破生物之間的界限來實(shí)現(xiàn)遺傳物質(zhì)的重新組合，按照人類預(yù)先設(shè)計(jì)改造生物，使之符合人類的需要。將生物工程技術(shù)與傳統(tǒng)育種技術(shù)相結(jié)合，可以提高大豆產(chǎn)量和改良大豆品質(zhì)。因此，尋找能夠提高大豆產(chǎn)量和改良大豆品質(zhì)的基因，用于大豆遺傳改良和品種培育，對(duì)增加大豆的供給具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
[0004]核因子-Y(NF-Y)是一種通過調(diào)控因子相互作用來調(diào)控下游基因表達(dá)的轉(zhuǎn)錄因子。NF-Y轉(zhuǎn)錄因子含有保守專一性的序列，該序列和真核生物啟動(dòng)子區(qū)域的CCAAT框相結(jié)合。在多物種中，數(shù)目上，CCAAT盒都是高度保守的同源基因序列。在所有真核生物中，CCAAT盒轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)組件是一個(gè)順式調(diào)控元件，并且存在于約30%的基因的啟動(dòng)子區(qū)域?；虮磉_(dá)模式也可以是組織或階段特異性的，也可以由`其他順式和反式作用因子決定，而由包含CCAAT盒的啟動(dòng)子來控制基因的表達(dá)可能是無處不在的。多個(gè)反式作用因子與CCAAT盒相聯(lián)系，但只有核因子NF-Y是和CCAAT這5個(gè)核苷酸相結(jié)合。在擬南芥中，NF-Y轉(zhuǎn)錄因子LECl調(diào)控種子儲(chǔ)藏蛋白基因和其他一些下游的靶基因的表達(dá)，過量表達(dá)LECl導(dǎo)致脂肪酸合成基因的全面上調(diào)表達(dá)。在油菜中過表達(dá)BnLECl和BnLlL基因能提高種子含油量2%_20%。在玉米中過表達(dá)ZmLECl基因能提高種子含油量48%。NF-YB6為類LECl基因，在擬南芥中可以互補(bǔ)LECl的突變，與LECl功能重疊。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種與植物產(chǎn)量提高和品質(zhì)改良相關(guān)的蛋白及編碼基因與應(yīng)用。
[0006]本發(fā)明所提供的蛋白質(zhì)，名稱為GmNFYB6L,來源于大豆(Glycine max (L.)Merr.)品種中豆29，是如下(a)或(b):
[0007](a)由序列表中序列I所示的氨基酸序列組成的蛋白質(zhì)；[0008](b)將(a)所限定的蛋白質(zhì)的氨基酸序列經(jīng)過一個(gè)或幾個(gè)氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加，且與提高植物產(chǎn)量和改良植物品質(zhì)相關(guān)的蛋白質(zhì)。
[0009]為了便于GmNFYB6L蛋白的純化，可在由序列表中序列I的氨基酸殘基序列組成的蛋白質(zhì)的氨基末端或羧基末端連接上如下表所示的標(biāo)簽。
[0010]表:標(biāo)簽的序列
[0011]
【權(quán)利要求】
1.蛋白質(zhì)，是如下(a)或(b): Ca)由序列表中序列I所示的氨基酸序列組成的蛋白質(zhì)； (b)將(a)所限定的蛋白質(zhì)的氨基酸序列經(jīng)過一個(gè)或幾個(gè)氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加，且與提高植物產(chǎn)量和改良植物品質(zhì)相關(guān)的蛋白質(zhì)。
2.編碼權(quán)利要求1所述蛋白質(zhì)的核酸分子。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的核酸分子，其特征在于:所述核酸分子是編碼權(quán)利要求1所述蛋白質(zhì)的基因；所述基因是如下I)至4)中任一所述的DNA分子: 1)編碼序列為序列表中序列2的第41-721位所示的DNA分子； 2)序列為序列表中序列2所示的DNA分子； 3)在嚴(yán)格條件下與I)或2)限定的DNA分子雜交且編碼權(quán)利要求1所述蛋白質(zhì)的DNA分子; 4)與I)-3)中任一限定的DNA分子具有90%以上同源性且編碼權(quán)利要求1所述蛋白質(zhì)的DNA分子。
4.含有權(quán)利要求2或3所述核酸分子的重組載體、表達(dá)盒、轉(zhuǎn)基因細(xì)胞系或重組菌。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的重組載體，其特征在于:所述重組載體為重組表達(dá)載體或重組克隆載體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的重組載體，其特征在于:所述重組表達(dá)載體中，啟動(dòng)所述基因的轉(zhuǎn)錄的啟動(dòng)子為35S啟動(dòng)子。
7.權(quán)利要求1所述的蛋白質(zhì)，或權(quán)利要求2或3所述的核酸分子，或權(quán)利要求4-6中任一所述的重組表達(dá)載體、表達(dá)盒、轉(zhuǎn)基因細(xì)胞系或重組菌在如下任一中的應(yīng)用: (1)調(diào)控植物產(chǎn)量； (2)調(diào)控植物品質(zhì)； (3)調(diào)控植物株高； (4)選育廣量提聞的植物品種； (5)選育品質(zhì)提聞的植物品種； (6)選育株高增高的植物品種。
8.培育具有如下al)_a3)目的性狀中至少一種的轉(zhuǎn)基因植物的方法，包括如下步驟: a)向目的植物中導(dǎo)入權(quán)利要求1所述蛋白質(zhì)的編碼基因，得到表達(dá)所述編碼基因的轉(zhuǎn)基因植物； b)從步驟a)所得轉(zhuǎn)基因植物中得到與所述目的植物相比，具有如下al)_a3)目的性狀中至少一種的轉(zhuǎn)基因植物: al)植物產(chǎn)量提高； a2)植物品質(zhì)提聞； a3)植物株高增高。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用，或權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于:所述產(chǎn)量體現(xiàn)在如下(bl) - (b3)中的至少一種；所述品質(zhì)體現(xiàn)在如下(b4): (bl)植物種子的單株產(chǎn)量； (b2)植物種子的百粒重； (b3)植物種子的體積；(b4)植物種子的脂肪含量。
10.根據(jù)權(quán)利要求7-9中任一所述的應(yīng)用或方法，其特征在于:所述植物為雙子葉植物或單子葉植物； 所述雙子葉植物 具體為大豆。
【文檔編號(hào)】C12N15/84GK103739686SQ201310716548
【公開日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2013年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月23日
【發(fā)明者】沙愛華, 陳李淼, 單志慧, 楊中路, 張嬋娟, 陳海峰, 邱德珍, 張曉娟, 陳水蓮, 周新安 申請(qǐng)人:中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所