[发明专利]捕光叶绿素a/b结合蛋白基因及其在提高植物产量和种子含油量中的应用

说明书

技术领域

本发明属于植物基因工程领域，具体地说，本发明涉及到一种植物捕光叶绿素a/b蛋白复合体(chlorophylla/bbindingprotein，CAB)基因BnCAB及其在提高植物产量和种子含油量中的应用。

背景技术

油料作物是以榨取油脂为主要用途的一类作物，食用植物油是人们的生活必需品，除了对人类具有重要的营养价值外，植物油脂还是重要的化工原料，广泛用于食品、纺织、机械、冶炼、油漆、橡胶、塑料及医药等行业，特别是全球能源日趋紧张，利用植物油生产可再生能源已成为世界各国应对能源危机的重要战略选择，植物油脂在国民经济中占有越来越重要的地位。单位面积油脂产出量是决定油料作物生产效益的重要因素，因而提高单位面积油脂产出量的两个组成要素——含油量与单产，是油料作物育种始终追求的目标，(李云昌等，中国油料作物学报。28：92-96，2006)。

光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，将二氧化碳和水转化为碳水化合物并放出氧气的过程，是作物产量形成的基础。提高作物的光合效率一直以来都是作物研究关注的热点。

种子是多数植物得以繁衍的起始材料，也是作物产量构成的重要器官；种子的发育过程也正是作物产量形成的关键时期。拟南芥、油菜、大豆等是含脂肪和蛋白质较高的作物，其生育期间须获得较多的能量，植物对光的利用效率会对作物产量产生很大影响可被认为是公知知识。然而，光照对作物产量的贡献以前主要着重于叶片等光合器官，近年来有关拟南芥、油菜、大豆等“绿色种子”对光能的吸收利用及其影响油脂等贮藏物质积累的作用机制研究的报道才逐步增加。已有的研究表明，虽然有荚壳包被，到达种子的较低水平的光照仍能实质性地提高光合作用相关酶的活性、增加脂肪酸合成量(WillmsJRetal.，PlantPhysiology，120：1117-1127，1999；Ruuska，SA.etal.PlantPhysiology，136：2700-2709，2004)。Goffmant等(GoffmantFDetal.PlantPhysiology，138：2269-2279，2005)发现，光照不仅可促进油菜种子光合产物转化成贮藏物质的合成代谢效率，同时也提高了胚的生长速度。光合作用对胚胎发育的作用，主要在CO2固定和能量供应水平(Ruuskaetal.，PlantPhysiol.136，2700-2709.2004；Schwenderetal.，Nature.432，779-782.2004).这些研究结果都显示，光能利用对油菜、大豆等油料作物种子油脂等贮藏物质积累、产量形成具有重要作用。

虽然植物光合作用、油脂合成的研究一直备受关注，但通过特异的提高植物种子光能利用效率来提高种子产量和/或含油量仍未见报道。因此，本领域迫切需要寻找到一些可以有效提高植物种子光合作用效率从而提高产量和含油量的技术方法。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种植物捕光叶绿素a/b结合蛋白；本发明的第二个目的是提供编码上述结合蛋白的基因；本发明的第三个目的是提供编码上述结合蛋白的基因的制备方法；本发明的第四个目的是提供上述的基因在提高植物产量和种子含油量中的应用；本发明的第五个目的是提供含有上述基因的表达载体、细胞系、宿主菌以及扩增该基因中任一片段的引物。本发明的第六个目的是提供含有上述基因的表达载体的一种构建方法。

为了实现上述的第一个目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种植物捕光叶绿素a/b结合蛋白，来源于芸薹属甘蓝型油菜(Brassicanapus)，该结合蛋白是下述多肽之一：

(1)具有SEQIDNO：2所示的氨基酸序列的多肽；

(2)将SEQIDNO：2所示的氨基酸序列经过一个或多个氨基酸残基的取代、缺失或添加而形成的，且具有(1)所述多肽的功能的多肽或由其他物种的同源序列生成的氨基酸序列或衍生物。

为了实现上述的第二个目的，本发明采用了以下的技术方案：

编码上述的结合蛋白的基因，该基因的cDNA和基因组基因是下述核苷酸序列之一：

(1)序列表中SEQIDNO：1所示的核苷酸序列；

(2)编码序列表中SEQIDNO：2的核苷酸序列；

(3)与序列表中SEQIDNO：1限定的核苷酸序列具有90％以上同源性的核苷酸序列；

(4)在高严谨条件下可与序列表中SEQIDNO：1限定的DNA序列杂交的核苷酸序列，所述高严谨条件为在0.1XSSPE或0.1XSSC、0.1％SDS的溶液中，65℃条件下杂交并洗膜。