[发明专利]调节植物器官大小和花器官内部非对称性的方法

说明书

技术领域

本发明属于生物技术和植物学领域；更具体地，本发明涉及调节植物器官大小和花器官内部非对称性的方法。

背景技术

与动物的器官发育不同，植物侧部器官(如叶和花等)都是在植物的胚后发育过程中产生的，它们都是由非决定性的茎顶端分生组织干细胞衍生而来。一般来说，整个植物的生长发育没有固定的终点，但是植物的个体器官都有特定的大小和形状。在植物各物种漫长的进化历程中，植物器官大小千变万化，例如香蕉树巨大的叶片和模式植物拟南芥微小叶片。虽然植物间的器官大小差异非常大，但种内植物器官最终大小差异比较小，这说明植物器官的大小受到严谨的遗传调控，由植物基因型和器官属性所决定。

目前现有的一些野生型植物，特别是一些农作物或经济作物，存在着器官过大或过小以及花型结构不理想的问题，导致花粉不易于传播或其它问题。以豆科植物为例，大豆花中的雌雄蕊被花瓣严密包裹，天然异交率低而且不稳定，目前仍未实现大面积、产业化规模的制种。在作物生产中，异花授粉主要通过风媒和虫媒两种途径，由于大豆与其他蝶形花科植物一样，在自然进化过程中，已经形成虫媒花型。大豆在自然环境中的异花授粉必须由特定的授粉昆虫来实现。豆科植物独特的传粉情况主要与蝶形花的花瓣结构有关：旗瓣大而平展，并且具有鲜艳颜色和能被昆虫识别的花蜜引导线；翼瓣位居花的两侧、易于授粉昆虫的降落；两枚龙骨瓣把雄蕊和柱头紧密包裹，在授粉昆虫访问的情况下，花粉可暴露和黏附在昆虫的体毛上；当授粉昆虫访问不同花朵的时候，便可以完成异花授粉的过程。因此，进行大豆杂种优势利用分子设计育种将主要从改造花型着手。

本发明人先期的研究中，也对大豆花粉的传播与昆虫的关系做了一些初步的探讨。已有的研究表明，放养切叶蜂有可能解决大豆的杂交问题，但目前切叶蜂的繁衍困难，杂交大豆制种成本比较高。发掘和利用田间自然状态下土著昆虫进行传粉，则遇到规模化育种时如何应对大田生产条件下环境生态进行控制的难题。另一个可行的解决途径则是利用人工驯养的蜜蜂进行传粉。但是，从目前的研究看，存在着栽培大豆花型与蜜蜂不匹配的情况：1，单个大豆花与蜜蜂体形相比偏小；2，与采集大豆花粉的切叶蜂相比，蜜蜂无高效打开大豆花龙骨瓣采集花粉的行为。因此，可以充分利用大豆具有虫媒花的特点，在豆科作物中克隆决定大豆花型的关键基因。在此基础上，利用转基因生物技术，改造大豆花型，使之与驯化的蜜蜂相配合。其中的技术关键是创造龙骨瓣形态发生变化的花型，使雌雄蕊暴露和易于接触访花的昆虫，提高昆虫的传粉效率，最终解决大豆杂种优势利用中杂交制种困难的问题。

因此，本领域需要对调控植物器官大小或花型的基因进行深入开发和研究，以使得借助基因工程技术来改变植物器官大小或花型成为可能。

发明内容

本发明的目的在于提供调节豆科植物器官大小和花器官内部非对称性的方法。

在本发明的第一方面，提供一种分离的多肽，该多肽选自下组：

(a)SEQ ID NO：6所示氨基酸序列的多肽(BIO蛋白)；

(c)将SEQ ID NO：6所示氨基酸序列经过一个或多个(如1-50个，较佳地1-20个，更佳地1-10个，更佳地1-8个，更佳地1-5个)氨基酸残基的取代、缺失或添加而形成的，且具有(a)的多肽相同功能的由(a)衍生的多肽。

在本发明的另一方面，提供一种分离的多核苷酸，它包含一核苷酸序列，该核苷酸序列选自下组：

(a)编码所述多肽的多核苷酸；或

(b)与多核苷酸(a)互补的多核苷酸。

在另一优选例中，该多核苷酸的核苷酸序列如SEQ ID NO：1或2(编码的序列相应于SEQ ID NO：6或其衍生多肽)。

在本发明的另一方面，提供所述的多肽的截短体(突变体)，该截短体是：

如SEQ ID NO：6中第1-328位所示氨基酸序列的多肽。

在本发明的另一方面，提供一种分离的多核苷酸，它编码所述的多肽截短体。

在本发明的另一方面，提供一种载体，它含有所述的多核苷酸或多核苷酸截短体。

在本发明的另一方面，提供一种遗传工程化的宿主细胞，它含有所述的载体，或其基因组中整合有所述的多核苷酸或多核苷酸截短体。

在本发明的另一方面，提供所述的多肽或多肽截短体、或编码所述多肽或多肽截短体的多核苷酸的用途，用于：

调节植物株型大小；

调节植物器官大小；或

调节植物器官的内部非对称性。