[发明专利]转录因子、突变体、构建体、宿主细胞及其在培育矮化植物中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及分子生物学和植物基因工程领域。更具体地，本发明涉及一种源自棉花的GRAS家族的转录因子、突变体、构建体、宿主细胞及其在培育矮化植物中的应用。表达该转录因子或其突变体可以使植物矮化和去顶端优势。

背景技术

GRAS是植物特有的蛋白质家族，在植物的生长发育调控中起重要作用。在拟南芥中，编码GRAS的基因至少有33个，水稻则多达60个。GRAS蛋白可分为八个亚家族：DELLA、HAM、LISCL、PAT1、LS、SCR、SHR和SCL3。其中DELLA蛋白在赤霉素信号途径中起作用，通过抑制赤霉素（GA）信号来调节植物的生长。DELLA蛋白在N端存在DELLA和TVHYNP两个非常保守的基序，中部有一个核定位信号结构域(NLS)，有一个氨基酸保守结构域VHIID区和一个亮氨酸重复序列LZ区和一个ployS／T／V区，在C端有类似SH2的保守结构域、RVER和SAW保守结构域。其中，N端的DELLA和TVHYNP结构域被认为可以感知GA信号，当有GA信号时，DELLA被修饰和降解，从而解除了对植物生长的抑制作用。

当DELLA的N端发生缺失时，植物对赤霉素不敏感，植株表现为矮化表型。如拟南芥的gai、小麦的Rht和玉米的dwarf等就是DELLA蛋白的N端缺失突变体。这些突变体由于对GA不敏感而矮化，从而显著地提高了抗倒伏和耐肥水的能力，大幅度提高了作物的产量。

棉花是重要的经济作物。适度的矮化密植是提高棉花产量的一种重要手段。在一个棉花生长周期中，通常需要不断地施加生长抑制试剂来控制棉株的生长速度。常用的棉花生长抑制剂，如多效唑和缩节胺，是通过抑制赤霉素的合成而起作用的。如果调控棉花自身的生长调节蛋白，就可以获得矮化的适合密植的棉花新品种。

发明内容

本发明提供了一种棉花GRAS蛋白质家族的转录因子及其应用的方法。该转录因子可以抑制植物的生长，但可以被赤霉素拮抗。该转录因子的N端短截后获得的突变体对赤霉素不敏感，因此可以用于培育矮化的转基因植物。本发明提供该转录因子的氨基酸序列及对赤霉素不敏感突变体的表达载体，以及转基因拟南芥的获得方法。

一种源自棉花的GRAS家族的转录因子，本发明中，转录因子是蛋白质，其序列为SEQ ID NO：1和SEQ ID NO：2，SEQ ID NO：2与SEQ ID NO：1相比，在N端缺失39个氨基酸。

本发明实施例中编码上述转录因子的基因序列（SEQ ID NO：3和SEQ ID NO：4）来自棉花基因组或cDNA，但使用本发明转录因子，除了用SEQ ID NO：3和SEQ ID NO：4序列编码外，也可以根据该转录因子的氨基酸序列设计编码的核酸序列，并通过人工合成的方法获得。

为了在植物细胞中表达蛋白质，编码序列前后需加上表达调控序列，如，在5’端加上CaMV35S启动子，在3’端加上NOS终止子等。

该转录因子可能被用于多种植物的生长调节，包括拟南芥、棉花、番茄以及花卉等。

附图说明

图1表达棉花转录因子的拟南芥；

图2表达棉花转录因子突变体的拟南芥；

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。

实施例1：从棉花cDNA中分离转录因子编码序列

棉花总RNA提取使用TRIzol Reagent(Invitrogen)按说明书进行。cDNA合成使用SuerScript^TM III反转录酶和oligo dT18引物按说明书进行。

对于SEQ ID NO：1的完整编码序列，以棉花cDNA为模板，在PCR反应中加入引物为SP/G：CCCGGGATGAAGCGAGACCACAATCA；ASP/G：GAGCTCTCACTGGCTTATGGCGGTGG。反应条件为：94℃预变性5min，94℃变性30s，66℃复性45s，72℃延伸1min，共35个循环；72℃延伸10min。PCR产物用琼脂糖凝胶电泳分析，用(QIAquick Gel Extraction Kit；目录号28706，Qiagen)回收纯化PCR产物，克隆到pGEM-T easy载体（promega）测序，测得序列SEQ ID NO：3。