[发明专利]核孔蛋白Nup98a和Nup98b在调控植物开花时间中的应用有效

专利信息
申请号: 201910302741.8 申请日: 2019-04-16
公开(公告)号: CN109988230B 公开(公告)日: 2021-02-02
发明(设计)人: 傅永福;张晓玫;陈福禄;肖龙 申请(专利权)人: 中国农业科学院作物科学研究所
主分类号: C07K14/415 分类号: C07K14/415;C12N15/29;C12N15/82;A01H5/02;A01H6/46;A01H6/54;A01H6/20
代理公司: 北京路浩知识产权代理有限公司 11002 代理人: 王文君;陈征
地址: 100081 北京市海淀*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 蛋白 nup98a nup98b 调控 植物 开花 时间 中的 应用
【说明书】:

发明涉及植物分子生物学技术领域,具体涉及核孔蛋白Nup98a和Nup98b在调控植物开花时间中的应用。本发明鉴定了植物核孔蛋白Nup98在调控植物开花时间和生长周期方面的功能,提供了利用核孔蛋白Nup98改变植物开花时间的方法。Nup98a和Nup98b同时失活会导致拟南芥出现早花,生育期缩短。由于Nup98基因在植物中的高度保守性,核孔蛋白Nup98在调控植物开花时间和生长周期方面的应用和方法在不同植物中具有普遍的推广应用价值,为解决植物杂交育种中的花期不遇问题、各种植物的生育期控制问题、光周期敏感性问题和引种问题提供了方法和依据。

技术领域

本发明涉及植物分子生物学技术领域,具体涉及核孔蛋白Nup98a和Nup98b在调控植物开花时间中的应用。

背景技术

核孔复合物(Nuclear Pore Complex,NPC)是真核细胞核膜上最大的蛋白复合物,它通过调节细胞核与细胞质间的mRNA及蛋白质的运输,广泛参与生物体的多种生长发育过程。研究核孔蛋白在调控植物生长发育过程中的作用,开发对于植物生长发育具有重要功能的核孔蛋白,对于植物的遗传育种和作物种植具有重要的意义。目前,植物中只有少数NPC组分的功能得到了初步分析,其中,核孔蛋白98(Nucleoporin 98,Nup98)的功能研究未见报道。本发明发现,Nup98蛋白在大豆、玉米和水稻等主要农作物中的同源性极高。在拟南芥中存在两个高度同源的Nup98基因a和b,与人的Nup98蛋白具有相同的蛋白结构域,即N端的FG重复结构域及C端的自酶解结构域(autoproteolytic domain,APD)。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题,本发明的目的在于提供核孔蛋白Nup98a和Nup98b在调控植物开花时间中的应用。

为实现上述目的,本发明的技术方案如下:

本发明通过对拟南芥Nup98a基因(序列如SEQ ID NO.3所示,编码蛋白序列如SEQID NO.1所示)和Nup98b基因(序列如SEQ ID NO.4所示,编码蛋白序列如SEQ ID NO.2所示)的启动子分析发现,这两个基因的启动子上包含许多相同的和特异的顺式作用元件。通过蛋白定位实验发现,Nup98a和Nup98b蛋白不仅定位到核膜上,在核质中也分布广泛。通过对Nup98a和Nup98b基因的失活实验发现,Nup98a和Nup98b基因的T-DNA插入单突变体无明显的发育表型,然而,Nup98a Nup98b双突变体(nup98)表现为明显的早花表型,证明拟南芥Nup98a与Nup98b功能冗余并共同调节植物开花过程。

具体地,本发明提供核孔蛋白Nup98在调控植物开花时间中的应用。

本发明提供核孔蛋白Nup98在调控植物生长周期中的应用。

本发明提供核孔蛋白Nup98在植物遗传育种或转基因植物构建中的应用。

本发明所述核孔蛋白Nup98的序列为如下任意一种:

(1)如SEQ ID NO.1或SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列;

(2)如SEQ ID NO.1或SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列经一个或多个氨基酸的缺失、替换或插入得到的具有相同功能蛋白的氨基酸序列;

(3)与如SEQ ID NO.1或SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列具有至少40%的同源性且具有相同功能蛋白的氨基酸序列。

本发明通过生物信息学分析发现Nup98蛋白在拟南芥中以及在大豆、玉米和水稻等主要农作物中的同源性非常高,因此,根据蛋白序列和功能的保守性可知,大豆、玉米和水稻等主要农作物的Nup98蛋白具有与拟南芥Nup98蛋白相同的功能。

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