[发明专利]花生DELLA基因家族及其编码基因与应用

说明书

技术领域

本发明涉及花生DELLA基因家族及其编码基因与应用，特别涉及花生DELLA基因家族的克隆、表达分析、功能鉴定及其应用，属于分子生物学技术领域。

背景技术

赤霉素(gibberellins，简称GAs)作为一种植物激素，在植物的整个生长发育过程中起着非常重要的调控作用。例如：促进种子萌发、促进茎的伸长和叶的生长、诱导开花及种子和果实生长等多种生理功能。

DELLA蛋白是赤霉素信号通路中的抑制因子(参见Fleet et al.Current Opinion in Plant Biology,8 77-85,2005)。赤霉素信号传递途径主要是通过解除DELLA蛋白的抑制作用来实现的。受体GID1接收到GA信号后与DELLA蛋白形成GA-GID1-DELLA复合体，随后被SCF蛋白复合体中的SLY1识别并通过泛素蛋白酶途径降解，DELLA蛋白对植物生长的抑制作用随即解除，从而调节下游基因的表达(参见Riehards et al.Plant Mol Biol,52 67-88,2001；Nakajima et al.Plant Journal,46 880-889,2006；Willige et al.The Plant Cell,19 1209-1220,2007)。

DELLA蛋白属于植物GRAS蛋白家族。拟南芥的GAI(GA Insensitive)、RGA(Repressor of ga1-3)和RGL(RGA like)、水稻的SLR1(Slender Rice 1)、小麦的RhtB1/RhtD1(Reduced height)、大麦的SLN1(Slender 1)等都是DELLA蛋白，它们在序列上高度保守(参见Vandenbussche et al.BMC Plant Biol,7 65,2007)。DELLA蛋白的N端具有保守的DELLA结构域(包括DELLA和VHYNP两个酸性基序)，是与受体GID1蛋白的结合结构域，对响应GA信号的DELLA蛋白降解具有重要作用。C端具有保守的GRAS结构域，是DELLA蛋白的功能结构域，在调控DELLA蛋白活性方面起作用。DELLA结构域的缺失将使DELLA蛋白不能被降解，而使植物表现出类似于GA缺陷型突变体gal-3的表型，而它们在GRAS功能结构域中的缺失突变会造成植株徒长的表型(参见Dill et al.PNAS,98(24)14162-14167,2001；Chandler et al.Plant Physiology,129 181-190,2002；Wen et al.The Plant Cell,14 87-100,2002)。

水稻和大麦中只有一个DELLA蛋白，能够抑制几乎所有GA控制的生长发育过程。而拟南芥中有五个DELLA蛋白，包括GAI、RGA、RGL1、RGL2和RGL3，它们的功能既相互重叠又各有不同(参见Cheng et al.Development,131 1055-1064,2004)。例如RGA、GAI和RGL1都具有抑制茎伸长的作用(参见Dill et al.Genetics,159 777-785,2001；Wen et al.Plant Cell,14 87-100,2002)；RGA、RGL1和RGL2都具有抑制成花和种子形成的作用(参见Ueguchi-Tanaka et al.Annu Rev Plant Biol,58 183-198,2007)；RGA、GAI、RGL2和RGL3在种子萌发中具有抑制作用(参见Peng et al.Curr Opin Plant Biol,5 376～381,2002；Cao et al.Planta,223:105～113,2005；Ariizumi et al.Plant Cell,19:791～804,2007)。