[发明专利]调控种子大小的基因及其编码的蛋白质和应用

说明书

技术领域

本发明涉及调控种子大小的基因及其编码的蛋白质和应用，具体地说，本发明涉及来源自大豆的种子大小调控基因GmBGS1基因以及其所编码的蛋白，该调控基因参与了植物的种子大小的调控过程。本发明还提供了利用这些GmBGS1基因增大大豆种子的方法。属于生物技术和植物学领域。

背景技术

在作物产量构成因素中，种子的大小和重量是构成产量的重要成分，由之决定的百粒重是一个具有较高遗传力的性状，是作物育种中重要的育种目标。种子的大小是多个因素共同作用的结果，譬如在大豆中，据SoyBase数据库公布的数据，已经定位了种子的大小基因位点高达90多个。由此可见，寻找出制约大豆种子的大小的主导因子，对培育优质高产品种具有重要意义。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供了一种从大豆中分离的控制种子大小的基因和蛋白，以及利用该蛋白提高大豆种子的大小的应用。

本发明是通过以下技术方案实现的：

调控种子大小的基因，即种子大小调控基因GmBGS1，其序列为以下核苷酸序列之一：

(1)SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列；

(2)SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列添加、取代、缺失或插入一个或多个核苷酸的同源序列；

(3)SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列的等位基因及(2)所述的同源序列的等位基因。

调节种子大小的蛋白质，其序列为以下氨基酸序列之一：

(1)SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列；

(2)SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列添加、取代、缺失或插入一个或多个氨基酸的同源序列。

一种植物表达载体，其含有调控种子大小的基因的完整编码阅读框序列。

一种遗传工程化的宿主细胞，其含有上述的植物表达载体。

本发明所述的调控种子大小的基因具有增大种子和提高百粒重的效果，可以用于制备转基因植物。具体应用时，步骤如下：步骤：(1)将本发明编码种子大小调控蛋白的多核苷酸转入植物细胞；(b)将步骤(1)中的植物细胞再生成植株。

本发明的基因经实验证明，可以参与调控植物的种子大小的决定，通过转基因的手段可以增加植物种子的大小和百粒重，从而提高植物的种子产量。

附图说明

图1.显示了本发明大豆GmBGS1基因的基因组序列，其中粗体表示外显子序列，阴影粗斜体表示内含子序列，表示启动子，表示终止子。

图2.显示了大豆GmBGS1基因的正义表达载体。

图3.显示转入GmBGS1基因正义质粒后的T2代大豆的果荚增大。

图4.显示转入GmBGS1基因正义质粒后的T2代大豆的豆粒增大。

图5.显示转入GmBGS1基因正义质粒株系中百粒重的增加情况。

具体实施方式

本发明经过深入而广泛的研究，从大豆中分离了调控基因和其编码蛋白GmBGS1，参与调控植物种子的大小，对其活性进行调节可以产生豆粒和百粒重增加的植株，在此基础上完成了本发明。

在本发明中，术语“GmBGS1基因””或“种子大小调控基因GmBGS1”可互换使用都指具有种子大小调控蛋白GmBGS1核苷酸序列(SEQ ID NO：1)。术语“GmBGS1蛋白”、“GmBGS1多肽”或“种子大小调控蛋白GmBGS1”可互换使用，都指具有种子大小调控蛋白GmBGS1氨基酸序列(SEQ ID NO：2)的蛋白或多肽。

如本文所用，“分离的”是指物质从其原始环境中分离出来(如果是天然的物质，原始环境即是天然环境)。如活体细胞内的天然状态下的多聚核苷酸和多肽是没有分离纯化的，但同样的多聚核苷酸或多肽如从天然状态中同存在的其他物质中分开，则为分离纯化的。

如本文所用，“分离的GmBGS1蛋白或多肽”是指GmBGS1多肽基本上不含天然与其相关的其它蛋白、脂类、糖类或其它物质。本领域的技术人员能用标准的蛋白质纯化技术纯化GmBGS1蛋白。基本上纯的多肽在非还原聚丙烯酰胺凝胶上能产生单一的主带。

本发明的多肽可以是重组多肽、天然多肽、合成多肽，优选重组多肽。本发明的多肽可以是天然纯化的产物，或是化学合成的产物，或使用重组技术从原核或真核宿主(例如，细菌、酵母、高等植物、昆虫和哺乳动物细胞)中产生。根据重组生产方案所用的宿主，本发明的多肽可以是糖基化的，或可以是非糖基化的。