[发明专利]大豆核孔蛋白基因GmNup96在调节植物根瘤发育中的应用

说明书

本发明涉及大豆核孔蛋白基因GmNup96在调节植物根瘤发育中的应用。GmNup96基因序列及其编码蛋白的氨基酸序列分别如SEQ ID NO:1和2所示。本发明首次通过基因功能试验和验证，沉默大豆核孔蛋白基因GmNup96导致了大豆根瘤数目下降，表明GmNup96基因在根瘤发育和活性调节中发挥重要作用，是大豆中参与结瘤过程的重要基因，可以用于大豆的分子育种等工作。本发明将为研究大豆核孔蛋白基因在大豆结瘤过程中的作用提供依据，为促进大豆生长发育和提高大豆产量提供新的技术手段。同时，为其它豆科植物根瘤发育调节提供参考。

技术领域

本发明属于植物基因工程技术领域，具体地说，涉及大豆核孔蛋白基因GmNup96在调节植物根瘤发育中的应用。

背景技术

细胞核是真核细胞最重要的细胞器(Tamura et al.2010)。它含有遗传物质，通过调控基因表达来调节细胞活性。在核膜上有核孔复合体(nuclear pore complex,简称NPC)。这一结构是进入细胞核的唯一通道，介导蛋白质和RNA在细胞质和细胞核之间运输，参与细胞骨架的组成到基因表达等不同的细胞过程(Xu and Meier 2008； Meier andBrkljacic 2009b；D′Angelo and Hetzer 2008)。在细胞中，核孔复合体是最大的多蛋白复合体且含有大约30个不同的蛋白称为核孔蛋白(Nucleoporin，简称Nup) (Rout etal.2000；Cronshaw et al.2002)。

目前，关于核孔复合体的结构、组成及核孔蛋白功能的研究主要集中在酵母及有限的几个物种(如果蝇、小鼠和人等)中，并已取得了较大的进展(Grossman et al. 2012)，但是，对植物核孔复合体的功能研究和调控机制还有待于进一步阐明(Tamura and Hara-Nishimura 2013)。

大豆核孔蛋白基因的功能及其应用未见报道。通过调节大豆核孔蛋白基因表达来改变根瘤发育和活性的调节也没有报道。

发明内容

本发明的目的是提供大豆核孔蛋白基因GmNup96在调节植物根瘤发育中的应用。

为了实现本发明目的，第一方面，本发明提供大豆核孔蛋白基因GmNup96在调节植物根瘤发育中的应用，其中，GmNup96基因编码的蛋白质为如下(a)或(b)：

(a)由SEQ ID NO:2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；

(b)SEQ ID NO:2所示序列经取代、缺失或添加一个或几个氨基酸且具有同等功能的由(a)衍生的蛋白质。

GmNup96基因(Nup96基因)的核苷酸序列为：

i)SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列；或

ii)SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列经取代、缺失和/或增加一个或多个核苷酸且具有相同功能的核苷酸序列；或

iii)在严格条件下与SEQ ID NO:1所示序列杂交且具有相同功能的核苷酸序列，所述严格条件为在含0.1％SDS的0.1×SSPE或含0.1％SDS的0.1×SSC溶液中，在65℃下杂交，并用该溶液洗膜；或

iv)与i)、ii)或iii)的核苷酸序列具有90％以上同源性且具有相同功能的核苷酸序列。

本发明的大豆核孔蛋白基因GmNup96是采用PCR扩增方法从大豆天隆1号中克隆获得的，使用1对特异性引物进行PCR扩增(SEQ ID NO:3-4)：

GmNup96.XhoI.F:5′-GTATACTCGAGATGGAATGTGACGTTGGAGGTG-3′

GmNup96.EcoRI.R:5′-TGCCTGAATTCCGTAGCAATCTCTGAGAGATA-3′