[发明专利]与油脂代谢调控相关的GmGRF5蛋白及其编码基因与应用

说明书

本发明公开了一种与油脂代谢调控相关的GmGRF5蛋白及其编码基因与应用。本发明提供如下1)‑3)中任一种物质在调控植物组织油脂含量中的应用；1)蛋白GmGRF5；2)编码蛋白GmGRF5的核酸分子；3)含有编码蛋白GmGRF5的核酸分子的重组载体、表达盒或重组菌；本发明的实验证明，GmGRF5及其编码基因可以调控植物种子中油脂含量，过表达后提高植物种子中油脂含量。该基因对提高和改良作物油脂成份、特别是对于提高大豆等油料植物籽粒中油脂成份，培育高油脂品种具有重要的理论和现实意义。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，尤其涉及与油脂代谢调控相关的GmGRF5蛋白及其编码基因与应用。

背景技术

人类饮食中71％的油脂来自于植物。在世界上的几种主要产油作物中，大豆总产油量约占30％，居世界植物油产量的第一位(表1)。

表1为世界上主要的产油作物

脂肪酸的合成是植物体中最重要的代谢途径之一，它存在于植物体的任何一个细胞中，是生长发育所必须的。对它的阻断会导致细胞的死亡，因而至今为止还没有发现一个阻断脂肪酸合成的植物突变体。

植物同其它真核生物在参与脂肪酸合成途径的酶上有很大差异。从乙酰CoA和丙二酰CoA合成16或18个碳原子的脂肪酸至少需要30个不同的酶催化的反应来完成这一过程，而在动物、真菌及一些细菌中，以上反应是由一个存在于胞质中的多酶复合体来完成的。植物中，参与脂肪酸合成的酶以可溶的形式存在于质体的胞质中。

大多数植物中，油脂都以三酰甘油(Triacylglycerols，TAG)的形式储藏，它的含量是一个非常重要的农艺性状，TAG的生物合成称之为Kennedy途径，如同真核生物中合成膜甘油酯的途径，脂肪酸去除CoA后被转移到3-磷酸甘油的1和2位，形成中间产物PA。PA去磷酸化产生DAG。在TAG合成的最后一步，第三个脂肪酸分子被转移到空的DAG 3’-OH位置，这一步反应是由二酰甘油乙酰转移酶(diacylglycerol acyltransferase，DGAT)催化的，此反应被认为是TAG生物合成中唯一的限速步骤。人们已对脂类合成途径有了认知，并且已经克隆了很多参与脂类合成的酶基因。然而，植物中，对脂类合成的调控机理及其相关基因仍有不少未知。

生长调节因子，Growth-Regulating-Factor(GRFs)，是一类植物特有的转录因子，在陆地植物中相对保守。已知GRFs与GRF互作因子，GRF-INTERACTING FACTORs(GIFs)，形成复合物，行使转录调控功能。GRFs的功能在拟南芥和水稻中研究的比较详尽，大豆GRFs的研究相对滞后。一般认为，GRFs与细胞增殖相关，其缺失突变体植株矮小、发育迟缓，叶变窄等等。近年来的研究发现，水稻OsGRF4参与调控生长和碳、氮代谢。拟南芥中有9个GRFs，拟南芥GRF7能结合与耐非生物胁迫相关基因DREB2A的启动子，GRF5促进叶绿体分化、光合作用和叶的寿命。目前尚未见报道此类蛋白参与植物油脂积累。

发明内容

本发明一个目的是提供如下1)-3)中任一种物质的用途。

本发明提供的如下1)-3)中任一种物质在调控植物组织油脂含量中的应用；

1)蛋白GmGRF5；

2)编码蛋白GmGRF5的核酸分子；

3)含有编码蛋白GmGRF5的核酸分子的重组载体、表达盒或重组菌；

上述蛋白中，所述一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加是指不多于十个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加。

所述蛋白GmGRF5为如下(1)或(2)或(3)：

(1)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；