[发明专利]控制种子大小和油脂合成的基因

说明书

技术领域

本发明涉及生物技术领域，更具体地，本发明涉及控制种子大小和/或油脂合成的基因。

背景技术

目前，含油种子农作物中油的水平和植物种子大小已经通过传统育种和选择方法而得以逐渐增加。尽管我们可以通过诸如导入或操作含油种子中的各种植物脂肪酸生物合成基因来实现脂肪酸比例的增加，然而仍然需要增加植物种子大小和油含量的改良方法。同时，在农业生产中，有时需要降低植物种子中油脂含量以获得更为有利的性状，例如在用于生产蛋白粉的大豆中。

拟南芥是一种十字花科植物，广泛用于植物遗传学、发育生物学和分子生物学的研究，已成为一种典型的模式植物。PNY作为一种BEL1-like(BELL)homeodomain protein与KNOTTED1-like homeobox(KNOX)家族的BP相互作用，参与了茎和胎座框的发育(Smith and Hake，2003；Alonso-Cantabrana et al.，2007)。现有技术已经发现PNY与BP相互作用调节花序的发育以及荚果的形态(Smith and Hake，2003；Ragniet al，2008，；Bhatt et al，2004；Byrne et al，2003；Alonso-Cantabrana et al，2007)。然而，至今，PNY与控制种子大小和/或油脂合成有关的功能分析尚未见报道。

发明内容

本发明人通过图位克隆法分离了控制种子大小和/或油脂合成的基因，更具体的是拟南芥中控制种子大小和/或油脂合成的基因，所述基因为拟南芥第5染色体上At5g02030(PNY)基因。

基于上述基因，本发明的目的之一是提供一种分离的多核苷酸，其包含或由选自下组之一的多核苷酸组成：

a)具有SEQ ID NO：1所示序列的多核苷酸；

b)多核苷酸，其编码SEQ ID NO：4所示的氨基酸序列，或编码在SEQ ID NO：4所示的氨基酸序列中经过取代，缺失或添加一个或几个氨基酸而得到的氨基酸序列，或具有SEQ ID NO：2所示的cDNA序列，或具有SEQ ID NO：3所示的序列；

c)多核苷酸，其与SEQ ID NO：1所示序列具有至少60％序列同一性；

d)多核苷酸，其在严谨条件下与a)或b)或c)之一杂交；

e)多核苷酸，其为a)-d)之一的片段。

在一个优选的实施方案中，本发明的多核苷酸c)中所述的多核苷酸与SEQ ID NO：1所示序列具有至少70％序列同一性，优选至少80％序列同一性，还优选至少95％序列同一性；更优选至少99％序列同一性。

优选地，本发明的多核苷酸是一种控制种子大小和/或油脂合成的核酸。

本发明另外提供一种分离的多核苷酸，其具有SEQ ID NO：1所示序列，其中位点1942的G被A取代。

为了更好地实施本发明，进一步提供一种载体，其包含上述至少一种多核苷酸。

本发明同时提供一种核酸构建体，其包含上述至少一种多核苷酸。

本发明还提供了一种植物细胞，其包含上述的核酸构建体。

本发明还提供了包含上述植物细胞的植物。

进一步地，本发明的所述植物是单子叶植物或双子叶植物。优选地，本发明的单子叶植物选自：玉米，稻，小麦，大麦或棕榈，本发明的双子叶植物选自：拟南芥，大豆，油菜，花生，向日葵，红花，棉花，烟草，番茄，马铃薯和可可。特别优选地，本发明的双子叶植物是拟南芥。

特别地，本发明的植物是蓝藻。

本发明还包括植物材料，其包括本发明的植物的后代，克隆，繁殖材料，种子，荚果。优选地，本发明的植物材料是种子。

本发明还包括从本发明的植物材料制备的组合物，包括食品，油，粉，饲料。

本发明还包括从经转化的植物的一或多种种子制备的油，所述植物含有本发明的多核苷酸。

本发明的另一个目的是提供一种蛋白质，其具有如SEQ ID NO：4所示的氨基酸序列或该序列中经过取代，缺失或添加一个或几个氨基酸而得到的氨基酸序列。

另一方面，通过抑制本发明的多核苷酸的表达，本发明人证明，在植物中能够促进种子增大，或者使种子中油脂的含量增加。本领域技术人员了解通过常规的生物学方法可以使本发明的多核苷酸表达降低，特别有效的方法是RNA干扰方法和反义RNA方法。