[发明专利]植物发育相关蛋白GA20ox及其编码基因和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种植物发育相关蛋白GA20ox及其编码基因和应用。

背景技术

上世纪中期，“绿色革命”通过遗传学手段改良作物，使得全世界粮食总产在短时间内大幅度提高。随着分子生物学的发展，“绿色革命”基因被克隆出来，它们均与赤霉素代谢或信号转导相关。

赤霉素(GA)是一类重要的植物激素，具有生物活性的赤霉素在高等植物的整个生命周期中都发挥着重要的作用，它可以促进种子萌发、茎和根的伸长、叶片伸展、表皮毛发育、花粉管伸长、花和果实的发育等，而且植物也可以通过调节内源赤霉素的生物合成来介导自身对环境因子的应答。

活性赤霉素是由从牻牛儿牻牛儿焦磷酸(geranylggeranyl diphpsphate GGDP)合成的，有三种不同的酶参与活性赤霉素的合成，它们分别是萜烯合成酶(TPSs)，细胞色素P450单加氧酶(P450s)和2-氧化戊二酸依赖的双加氧酶(2ODDs)。首先GGDP通过内根-柯巴焦磷酸合成酶(ent-copalyl diphosphate synthase，CPS)环化成内根-柯巴焦磷酸(ent-copalyl diphosphate，CDP)，CDP被内根-贝壳杉烯合成酶(ent-kaurene synthase，KS)进一步环化成内根-贝壳杉烯(ent-kaurene)。然后内根-贝壳杉烯通过两个细胞色素P450单加氧酶)内根-贝壳杉烯氧化酶(ent-kaurene oxidase，KO)和内根-贝壳杉烯酸氧化酶(ent-kuarenoic acid oxidase，KAO)转化为GA12-醛。最后一步由两个可溶性的氧化酶参与完成。GA12-醛和它的13-羟基化产物GA53通过GA20-氧化酶(gibberellin 20-oxidase，GA20ox)在GA12和GA53的C-20部位上进行三次连续氧化，生成GA9和GA20。GA3-氧化酶(gibberellin 3-oxidase，GA3ox)介导一个3β-羟基基团到GA9和GA20上，生成有生物活性的赤霉素，GA1和GA4。由于GA20ox在赤霉素合成途径中的最下游，它的活性直接影响到活性赤霉素的合成。因此近年来基因GA20ox在不同的物种中得到了克隆及功能验证，这些研究都表明GA20ox可以促进活性赤霉素的合成，进而促进植物的生长发育。

高羊茅又叫苇状羊茅、苇状狐茅，为冷地型草坪草，属禾本科羊茅属多年生草本植物。高羊茅具有营养丰富、耐践踏、抗寒、抗病、抗旱等优点，在我国许多北方城市的草坪种植中广泛应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种植物发育相关蛋白GA20ox及其编码基因和应用。

本发明提供的蛋白质，名称为GA20ox蛋白，来源于高羊茅(Festuca arundinacea)，是如下(a)或(b)：

(a)由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；

(b)将序列1的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物发育相关的由序列1衍生的蛋白质。

为了使(a)中的蛋白质便于纯化，可在由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质的氨基末端或羧基末端连接上如表1所示的标签。

表1标签的序列