[发明专利]与植物种子大小相关的蛋白及其编码基因与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种与植物种子大小相关的蛋白及其编码基因与应用。

背景技术

水稻的粒型和粒重是水稻品质和产量的主要决定因素。最初发现的矮秆突变体d1(dwarf 1)的种子相对野生型显著变小，其千粒重约是野生型的40％。利用图位克隆方法(map-based cloning strategy)和序列测定，发现D1编码G蛋白α亚基，其突变体表型是因该基因有833碱基缺失而造成的隐性突变。表明G蛋白α亚基调控了种子的外形，特别是种子长短的变化。近年来又成功克隆到一个位于水稻第3号染色体着丝粒附近、控制米粒长度/粒重的主效QTL，来源于明恢63中该基因的等位基因在川7的背景下会导致粒长增加1.80mm-3.87mm，千粒重增加1.50g-15.6g。利用川7和明恢63构建的近等基因系，将该QTL/基因(GS3)精细定在7.9kb的物理区间内。对GW2的研究表明，GW2作为一个新的E3泛素连接酶可能参与降解促进细胞分裂的蛋白，从而调控水稻颖壳大小、控制粒重以及产量，在突变体gw2中谷壳的宽度、粒重以及产量都得到了增加。2008年又克隆了一个编码细胞壁蔗糖酶的水稻种子灌浆相关基因GIF1，突变体在形态和结实率上表现正常，但灌浆程度比野生型低、籽粒淀粉粒排列松散、垩白度高，最终的粒重比野生型低24％、直链淀粉和支链淀粉含量也明显比野生型低。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种与植株种子粒型和/或粒重相关的蛋白及其编码基因。

本发明提供的蛋白质，名称为OsFBK12，来源于水稻(Oryza sativa L.cv Zhonghua10)，是如下1)或2)的蛋白质：

1)由序列表中的序列2的氨基酸残基序列组成的蛋白质；

2)将序列表中的序列2氨基酸残基序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物种子粒型或种子长或种子宽或种子重相关由1)衍生的蛋白质。

上述序列表中的序列2由431个氨基酸残基组成。所述一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加是指不超过10个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加。

所述蛋白(OsFBK12)的编码基因也属于本发明的保护范围。

所述蛋白(OsFBK12)的编码基因为如下1)-5)中任一所述的DNA分子：

1)序列表中序列1自5’末端第197-1492位核苷酸所示的DNA分子；

2)序列表中序列1自5’末端第148-1589位核苷酸所示的DNA分子；

3)序列表中序列1所示的DNA分子；

4)在严格条件下与1)或2)或3)限定的DNA序列杂交且与植物种子粒型或种子长或种子宽或种子重相关的DNA分子；

5)与1)或2)或3)限定的DNA序列至少具有70％、至少具有75％、至少具有80％、至少具有85％、至少具有90％、至少具有95％、至少具有96％、至少具有97％、至少具有98％或至少具有99％同源性且与植物种子粒型或种子长或种子宽或种子重相关的DNA分子。

上述序列表中的序列1由1899个核苷酸组成，其CDS区为自5’末端第197-1492位核苷酸。

所述严格条件可为在0.1×SSPE(或0.1×SSC)，0.1％SDS的溶液中，在65℃下杂交并洗膜。

含有所述编码基因的重组载体、重组菌、转基因细胞系或表达盒也是本发明保护的范围。

所述重组载体的启动子为玉米泛素启动子UbiPro。

所述重组载体通过如下步骤获得：

1)将用PstI和BamHI酶切质粒KSP9得到的大小约为2.0kb的小片段插入pUC19的PstI和BamH I识别位点间获得中间载体pUC19+UbiPro；再用SacI和EcoRI酶切pBI221得到的小片段插入中间载体pUC19+UbiPro的SacI和EcoRI识别位点间，获得中间载体pUC19+UbiPro+Noster；再用EcoRI部分酶切和HindIII完全酶切中间载体pUC19+UbiPro+Noster得到的大小约为2.3kb的片段插入pCAMBIA1301的EcoR I和HindIII识别位点间，构成中间载体pUN1301；

2)将OsFBK12蛋白的编码基因插入中间载体pUN1301的KpnI和BamHI识别位点间，获得重组载体。