[发明专利]烟草NtFT1基因的cDNA序列及其瞬时表达诱导烟草早花

说明书

技术领域

本发明是一种烟草NtFT1基因的cDNA序列及其瞬时表达诱导烟草早花，具体涉及烟草FT(Flowering locus T)基因NtFT1及其在诱导烟草早花中的应用，属于分子生物学中的基因领域。

背景技术

植物开花是一个非常复杂的过程，受到外部环境因素和内部基因表达的影响调控。对拟南芥开花分子机理的研究表明，拟南芥的开花受四条途径控制，即光周期、自主途径、春化途径和赤霉素途径，光周期途径信号经CO(CONSTANCE)传递给FT（Flowering Locus T），春化途径和自主途径信号经FLC（Flowering Locus C）传递给FT，FT基因的表达诱导诱导花分生组织特异基因AP1的表达，从而诱导开花。FT基因是控制植物开花信号的汇集点，所以FT基因在诱导植物早花的基因工程研究中应用也最为广泛、最为有效。FT基因编码的蛋白质属于磷脂酰乙醇胺结合蛋白（PEBP）家族。不同作物的FT基因高度保守，这为分离克隆FT基因提供了方便。转基因研究表明，过量表达FT基因能够诱导拟南芥早花。另外从水稻、番茄、杨树、柑橘等中克隆的FT基因的同源基因Hd3a、SFT、PtFT1和CiFT等也都能够诱导植物早花。

利用植物病毒载体表达外源基因是新近发展起来的一种基因瞬时表达方法。与转基因方法相比，该方法操作简单，可在短期内使外源基因迅速表达，而且能同时对多个品种进行感染。马铃薯X病毒（Potato Virus X，PVX）作为外源基因的病毒表达载体被广泛应用。其载体构建策略是将外源基因插入重复的CP（Ｃoat Protein）启动子之间，利用CP基因的启动子来指导外源基因的表达。

烟草是我国主要经济作物之一。普通栽培烟草是短日照作物。我国烟草育种工作虽然取得了明显的成绩，但目前生产上的主栽品种比较单一。急需加大烟草品种选育工作的进度。烟草生育期比较长，是限制烟草育种进程的一个主要因素。拟南芥FT基因能够有效缩短烟草开花时间，而且北卡州立大学烟草育种组已经将该技术成功应用于烟草育种。但是，由于FT基因受国际专利保护，限制了我国烟草育种家对该基因的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种烟草NtFT1基因的cDNA序列及其瞬时表达诱导烟草早花，将源自烟草的控制植物开花时间的NtFT1基因全长编码序列及其编码的蛋白序列。NtFT1基因是通过同源序列搜索，从中国烟草基因组测序计划数据中经Blastn比对及剪切位点分析得到的。以此序列涉及出一对NtFT1基因特异引物用半定量PCR(RT-PCR)方法，克隆了该基因。

本发明另一个目的在于还构建了NtFT1基因的PVX病毒表达载体，构建的病毒表达载体经农杆菌渗滤侵染烤烟品种红花大金元、云烟87和K326，能诱导这些品种早花，证明该基因具有诱导烤烟早花的功能。将NtFT1基因的PVX病毒瞬时表达系统用于烟草育种，可缩短烟草生育期、加快育成烟草新品种的年限。

本发明是这样完成的：

本发明提供一个首次从烟草中获得植物开花时间调节基因的全长cDNA，命名为NtFT1，其核苷酸序列如SEQ ID NO:1。

本发明提供一对从烟草中克隆烟草NtFT1的PCR引物。引物序列为正向引物：NtFT1-F: ATGCCAAGAGAACGTGAACC，反向引物NtFT1-R: TCAATCGGCAGACCTTCTAC。

本发明提供一种从烟草中克隆烟草NtFT1基因的方法。具体而言，首先利用拟南芥FT基因序列作为搜索序列，在Genbank烟草GSS数据库中用tblastx程序进行比对，获得一致性最高的烟草基因组序列（FH969747.1），利用该序列搜索中国烟草基因组计划测序数据库，将该序列向两侧延伸得到10000bp左右的基因组序列信息。通过剪切位点分析，获得候选烟草FT基因的cDNA序列，如序列SEQ ID NO:1所示。根据候选序列设计PCR引物NtFT1-F和NtFT1-R。取黑烟草Narrow leaf madole即将开花烟株的叶片，利用Trizon（Invitrogen）试剂提取RNA，用SuperScript RT Kit（Invitrogen）合成cDNA第一链，然后用NtFT1-F和NtFT1-R进行RT-PCR（图1），PCR产物测序结果与候选序列100％一致。

扩增所述基因的全长或基因中任一片段的引物对属于本发明的保护范围。

本发明还提供了NtFT1基因编码的多肽序列，其特征在于具有如SEQ ID NO:2所示的177个氨基酸序列。