本发明涉及植物分子生物学,具体涉及玉米基因grmzm5g845366及其在调控作物株高及产量方面的应用。
背景技术:
1、作物粒型是由多基因控制的复杂数量性状,与产量、外观品质、加工品质和食味品质均存在显著的相关性,是育种中最常用的目标性状之一。水稻的粒型由粒长、粒宽、粒厚、长宽比等组成,近年来已克隆多个调控粒型的基因,如gl7、pgl2、glw10、wtg1和gw5l等,这些基因编码不同种类的功能蛋白,主要通过泛素蛋白酶体、转录调节因子、g蛋白信号和作物激素信号传导等途径调控籽粒的大小和形状,其调控网络较为复杂,因此有必要挖掘更多调控粒型相关的基因并开展功能研究,为解析作物粒型的遗传机制提供帮助,同时可以为作物育种提供有用的基因资源。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供玉米基因grmzm5g845366及其在调控作物株高及产量方面的应用。
2、为了达到上述发明目的,本发明采用的技术方案为:
3、本发明提供了蛋白质玉米基因grmzm5g845366在调控作物籽粒粒型方面的应用或调控蛋白质的编码基因表达的物质或调控蛋白质活性和/或含量的物质在下述任一种中的应用,
4、d1)调控植物的产量;
5、d2)制备调控植物的产量的产品;
6、d3)培育产量增加的植物;
7、d4)制备培育产量增加的植物的产品;
8、d5)改良高产量增加植物或制备产量增加植物的产品;
9、d6)调控植物的籽粒长度;
10、d7)制备调控植物的籽粒长度的产品;
11、d8)培育籽粒长度增加的植物;
12、d9)制备培育籽粒长度增加的植物的产品;
13、d10)调控植物的籽粒宽度;
14、d11)制备调控植物的籽粒宽度的产品;
15、d12)培育籽粒宽度增加的植物;
16、d13)制备培育籽粒宽度增加的植物的产品;
17、d14)调控植物的籽粒千粒重;
18、d15)制备调控植物的籽粒千粒重的产品;
19、d16)培育籽粒千粒重增加的植物;
20、d17)制备培育籽粒千粒重增加的植物的产品;
21、d18)调控植物的株高;
22、d19)制备调控植物的株高的产品;
23、d20)培育株高降低的植物;
24、d21)制备培育株高降低的植物的产品;
25、蛋白质为下述任一种:
26、a1)氨基酸序列是seq id no.1的蛋白质;
27、a2)将a1)所示的氨基酸序列经过氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的与其所示的蛋白质具有80%以上的同一性且具有相同功能的蛋白质;
28、a3)在a1)或a2)所示的氨基酸的n端和/或c端连接标签得到的具有相同功能的融合蛋白质。
29、标签蛋白包括但不限于:gst(谷胱甘肽巯基转移酶)标签蛋白、his6标签蛋白(his-tag)、mbp(麦芽糖结合蛋白)标签蛋白、flag标签蛋白、sumo标签蛋白、ha标签蛋白、myc标签蛋白、egfp(增强型绿色荧光蛋白)、ecfp(增强型青色荧光蛋白)、eyfp(增强型黄绿色荧光蛋白)、mcherry(单体红色荧光蛋白)或avitag标签蛋白。
30、上述应用中,物质为生物材料,生物材料为下述任一种:
31、b1)、抑制或降低或下调蛋白质的编码基因的表达的rna分子或抑制或降低或下调蛋白质的活性或含量的rna分子;
32、b2)、表达b1)rna分子的编码基因;
33、b3)、含有b2)基因的表达盒;
34、b4)、含有b2)基因的重组载体、或含有b3)表达盒的重组载体;
35、b5)、含有b2)基因的重组微生物、或含有b3)表达盒的重组微生物、或含有b4)重组载体的重组微生物;
36、b6)、含有b2)基因的转基因植物细胞系、或含有b3)表达盒的转基因植物细胞系、或含有b4)重组载体的转基因植物细胞系;
37、b7)、含有b2)基因的转基因植物组织、或含有b3)表达盒的转基因植物组织、或含有b4)重组载体的转基因植物组织;
38、b8)、含有b2)基因的转基因植物器官、或含有b3)表达盒的转基因植物器官、或含有b4)重组载体的转基因植物器官;
39、b9)、编码前述蛋白质的核酸分子;
40、b10)、含有b9)核酸分子的表达盒;
41、b11)、含有b9)核酸分子的重组载体、或含有b10)表达盒的重组载体;
42、b12)、含有b9)核酸分子的重组微生物、或含有b10)表达盒的重组微生物、或含有b3)重组载体的重组微生物;
43、b13)、含有b9)核酸分子的转基因植物细胞系、或含有b10)表达盒的转基因植物细胞系;
44、b14)、含有b9)核酸分子的转基因植物组织、或含有b10)表达盒的转基因植物组织;
45、b15)、含有b9)核酸分子的转基因植物器官、或含有b10)表达盒的转基因植物器官。
46、在本发明的一些具体实施例中,重组载体通过将seq id no.2所示的核苷酸替换pcam23a载体的smai和xbai位点得到。
47、上述应用中,含有编码前述蛋白质的核酸分子的表达盒(前述蛋白质的编码基因基因表达盒),是指能够在宿主细胞中表达前述蛋白质的编码基因的dna,该dna不但可包括启动前述蛋白质的编码基因转录的启动子,还可包括终止前述蛋白质的编码基因转录的终止子。进一步,表达盒还可包括增强子序列。可用于本发明的启动子包括但不限于:组成型启动子;组织、器官和发育特异的启动子及诱导型启动子。合适的转录终止子包括但不限于:农杆菌胭脂碱合成酶终止子(nos终止子)、花椰菜花叶病毒camv 35s终止子、tml终止子、豌豆rbcs e9终止子和胭脂氨酸和章鱼氨酸合酶终止子。
48、可用现有的表达载体构建含有前述蛋白质的编码基因基因表达盒的重组载体。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pahc25、pbin438、pcambia1302、pcambia2300、pcambia2301、pcambia1305、pcambia1300、pbi121、pcambia1391-xa或pcambia1391-xb(cambia公司)等。植物表达载体还可包含外源基因的3ˊ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。聚腺苷酸信号可引导聚腺苷酸加入到mrna前体的3ˊ端,如农杆菌冠瘿瘤诱导(ti)质粒基因(如胭脂碱合成酶基因nos)、植物基因(如水稻或玉米贮存蛋白基因)3ˊ端转录的非翻译区均具有类似功能。使用本发明的基因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。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nptii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,和赋予对氨甲喋呤抗性的dhfr基因,赋予对草甘磷抗性的epsps基因)或是抗化学试剂标记基因等(如抗除莠剂基因)、提供代谢甘露糖能力的甘露糖-6-磷酸异构酶基因。从转基因植物的安全性考虑,可不加任何选择性标记基因,直接以逆境筛选转化植株。
49、上述应用中,b1)rna分子靶向于前述蛋白质的基因转录的mrna。
50、上述应用中,b9)核酸分子为编码序列是seq id no.2的cdna分子或dna分子。
51、上述应用中,载体可为质粒、黏粒、噬菌体或病毒载体。
52、上述应用中,微生物可为酵母、细菌、藻或真菌,如农杆菌。
53、上述应用中,转基因植物细胞系均不包括繁殖材料。
54、上述应用中,调控前述蛋白质的编码基因表达的物质或调控前述蛋白质含量或活性的物质为增加细胞中前述蛋白质的编码基因表达的物质。
55、上述应用中,植物为如下任一种:
56、g1)单子叶植物;
57、g2)禾本科植物;
58、g3)稻属植物;
59、g4)稻种植物;
60、g5)水稻。
61、本发明的有益效果为:
62、本发明所鉴定的玉米基因grmzm5g845366编码一个锌指蛋白转录因子,该基因cds长度为2244bp。目前,尚未见到有关该基因及其同源基因在植物籽粒大小、粒重、产量及株高等方面的研究报道,也没有关于其在提高作物产量方面的应用,特别是在水稻遗传育种中的应用或在相应的高产转基因作物水稻中应用方面的报道。
1.玉米基因grmzm5g845366,其特征在于,其cds序列如seq id no.2所示。
2.玉米基因grmzm5g845366编码的蛋白,其特征在于,其氨基酸序列如seq id no.1所示。
3.玉米基因grmzm5g845366编码区的重组载体、宿主菌和/或表达盒。
4.权利要求1所述的玉米基因grmzm5g845366、权利要求2所述的玉米基因grmzm5g845366编码的蛋白或权利要求3所述的玉米基因grmzm5g845366编码区的重组载体、宿主菌和/或表达盒的应用,其特征在于,为下述任一种中的应用:
5.根据权利要求4所述的应用,其特征在于,通过过表达基因grmzm5g845366可提升作物的粒长、粒宽、粒重和产量。
6.根据权利要求4-5任一所述的应用,其特征在于,植物为如下任一种:
