OsDSK2a蛋白在調(diào)控水稻株高方面的應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種OsDSK2a蛋白在調(diào)控水稻株高方面的應(yīng)用，屬于水稻遺傳育種【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明所提供的OsDSK2a及其編碼基因在失去功能的條件下可引起水稻株高降低，因此，通過(guò)基因工程方法可以將該基因有效地應(yīng)用到水稻遺傳改良中，用以獲得農(nóng)作物的理想株型，提高水稻產(chǎn)量。
【專利說(shuō)明】0sDSK2a蛋白在調(diào)控水稻株高方面的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水稻遺傳育種【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種0sDSK2a蛋白及其編碼基因在調(diào)控水稻株高方面的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]水稻是世界上主要糧食作物之一，水稻的穗數(shù)、穗粒數(shù)和粒重是決定水稻產(chǎn)量的三個(gè)重要因素，株型也是水稻高產(chǎn)的一個(gè)重要影響因素，其中株高一直是育種家們關(guān)注的重點(diǎn)。20世紀(jì)的“綠色革命”，育種學(xué)家培育出植株矮化的品種來(lái)增加作物的產(chǎn)量，同時(shí)又提高植物的耐風(fēng)沙、抗倒伏能力。水稻半矮桿基因的應(yīng)用，使水稻產(chǎn)量翻了近一番。特別是我國(guó)選育成的第一個(gè)水稻矮桿品種“矮腳南特”，具有耐肥抗倒、耐密植、經(jīng)濟(jì)系數(shù)高等優(yōu)點(diǎn)，大幅提高了作物的產(chǎn)量，且品質(zhì)及耐逆性也得到改善。通過(guò)鑒定株高相關(guān)突變體，已有大量株高相關(guān)基因被克隆，如Dl、D2、Dll、0sBRIl、D10、HTDl、D3、D14、D53、0sTBl等。研究表明，控制水稻株高的基因大多是由植物激素的生物合成途徑或激素信號(hào)傳導(dǎo)路徑受阻造成的。
[0003]目前已鑒定的調(diào)控水稻株高的基因中有一些是泛素-蛋白酶體系統(tǒng)的組份，Nature (Liang Jiang et al., 2013; Feng Zhou et al., 2013)最近報(bào)道了李家洋院士團(tuán)隊(duì)和萬(wàn)建民教授團(tuán)隊(duì)分別研究的D53在水稻株高分蘗方面的調(diào)控作用，他們是利用一個(gè)矮化多分蘗突變體d53鑒定到獨(dú)角金內(nèi)酯信號(hào)途徑的一個(gè)負(fù)調(diào)控因子D53，在獨(dú)腳金內(nèi)酯存在的條件下D53蛋白可與兩個(gè)已知的獨(dú)腳金內(nèi)酯信號(hào)分子D14、D3互作，形成D53-D14-SCFD3蛋白復(fù)合體，D53蛋白被泛素化，進(jìn)而特異地被蛋白酶體系統(tǒng)降解，從而誘導(dǎo)下游目標(biāo)基因的表達(dá)以及獨(dú)腳金內(nèi)酯信號(hào)的響應(yīng)。此外，赤霉素信號(hào)途徑的GID2是SCF型E3連接酶的F-box蛋白，參與降解DELLA蛋白SLRl ;BR信號(hào)途徑的TUDl編碼一個(gè)U_box家族的E3泛素連接酶，TUDl與異三聚體G蛋白α亞基Dl互作調(diào)控BR介導(dǎo)的水稻生長(zhǎng)；OsDSGl是RING類E3泛素連接酶，OsDSGl功能缺失后表現(xiàn)萌發(fā)延遲和植株較矮。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:通過(guò)挖掘調(diào)控水稻株高的功能基因，獲得降低植物株高的轉(zhuǎn)基因植物。
[0005]本發(fā)明提供的技術(shù)方案是:一種能調(diào)控水稻株高的0sDSK2a蛋白。
[0006]本發(fā)明提供的蛋白質(zhì)(0sDSK2a蛋白)，來(lái)自粳稻品種DJ (Japonica rice Oryzasativa cv.Dongjin),是可以分離的、合成的或重組的多肽,其包括:
a) SEQ ID NO:1所示序列；b) SEQ ID NO:1的序列由534個(gè)氨基酸殘基組成；c) SEQID NO:1所示氨基酸序列經(jīng)過(guò)一個(gè)或幾個(gè)氨基酸殘基的取代、缺失和/或添加且與水稻株高性狀相關(guān)的由SEQ ID NO:1序列衍生的多肽。
[0007]本發(fā)明提供所述蛋白的基因(0sDSK2a基因)可以是分離的、合成的或重組的DNA分子，其包括:a) SEQ ID NO: 2 或 SEQ ID NO: 3 所示的序列；b) SEQ ID NO: 2 所示的 DNA 分子由 1605個(gè)核苷酸組成，其編碼的多肽與SEQ ID ΝΟ:1所示序列相比，具有一個(gè)或多個(gè)氨基酸殘基的保守替代的多肽；c)與SEQ ID NO:2或SEQ ID NO:3所示序列具有至少90%序列同一性的DNA分子或編碼其蛋白活性片段的序列；d)與SEQ ID NO:2或SEQ ID NO:3所示序列互補(bǔ)的序列；e)止于遺傳密碼的簡(jiǎn)并性而衍生自所示序列的序列之一。
[0008]SEQ ID NO:3所示的DNA分子由4765個(gè)核苷酸組成，自5’端1-153位為5’ UTR,154-376為第一外顯子，377-1966為第一內(nèi)含子，1967-2707為第二外顯子，2708-2815為第二內(nèi)含子，2816-3024為第三外顯子，3025-3124為第三內(nèi)含子，3125-3238為第四外顯子，3239-3306為第四內(nèi)含子，3307-3365為第五外顯子，3366-3536為第五內(nèi)含子，3537-3565為第六外顯子，3566-4114為第六內(nèi)含子，4115-4199為第七外顯子，4200-4326為第七內(nèi)含子，4327-4472 為第八外顯子，4473-4765 為 3’ UTR0
[0009]為了使上述蛋白質(zhì)便于純化，可在上述多肽的氨基酸序列的氨基末端或羧基末端連接上如表1所示的一個(gè)或幾個(gè)標(biāo)簽。
[0010]表1標(biāo)簽的序列
【權(quán)利要求】
1.一種改變植物株高的方法，將受體植物中OsDSK2a蛋白的編碼基因表達(dá)降低或使其不表達(dá)，得到株高降低的轉(zhuǎn)基因植物或突變體；或?qū)⑹荏w植物中OsDSK2a蛋白的編碼基因表達(dá)升高，得到株高升高的轉(zhuǎn)基因植物或突變體；所述OsDSK2a蛋白由SEQ ID N0.1所示的氨基酸序列組成的蛋白質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述編碼基因是通過(guò)重組表達(dá)載體導(dǎo)入所述植物中，所述重組表達(dá)載體是將所述編碼基因插入出載體pET-30a(+)的多克隆位點(diǎn)得到。
3.如權(quán)利要求1至2所述的方法，其特征在于:所述受體植物為禾谷類植物，優(yōu)選為水稻。
4.一種植物表達(dá)載體，該載體包含SEQ ID N0.2所示的DNA片段。
5.如權(quán)利要求3所述的載體，其特 征在于，其出發(fā)載體pET-30a(+)載體。
6.如權(quán)利要求5所述的載體，其特征在于，將SEQID N0.2所示的DNA片段通過(guò)BamHI和XhoI酶切位點(diǎn)連接，得到的pET-30a(+)-0sDSK2a載體。
7.如下任一物質(zhì)在改變植物株高中的應(yīng)用: Cl) SEQ ID N0.1所示的蛋白； (2)SEQ ID N0.1所示蛋白的編碼基因； (3)含有(2)所述編碼基因的重組載體、表達(dá)盒、轉(zhuǎn)基因細(xì)胞系或重組菌。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用，其特征在于:所述改變植物株高是降低植物株高。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的應(yīng)用，其特征在于:所述植物為禾谷類植物，優(yōu)選為水稻。
【文檔編號(hào)】C12N15/82GK104164449SQ201410354940
【公開(kāi)日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月24日
【發(fā)明者】王娟, 張海文, 張執(zhí)金, 權(quán)瑞黨, 黃榮峰 申請(qǐng)人:中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所