[发明专利]与顶端发育和矮化相关的CsHD1蛋白、基因及其应用

说明书

本发明涉及植物基因工程技术领域，具体涉及一种与顶端发育、晚花和矮化相关的CsHD1蛋白、基因及其应用。本发明首次从甜橙中分离得到CsHD1基因并进行了功能鉴定，发现该基因能够促进柑橘的顶端发育，造成植株矮化并延长转基因植株顶端的营养生长期。另外它能够使转基因植株表现出矮化、叶片邹缩等表型，该基因大大延长了植物顶端的营养生长阶段，延迟开花时间。本发明解析了柑橘顶端发育和矮化的调控机理，在实际生产上有助于实现柑橘株型调控和改良，并有利于利用基因工程手段最终达到增产增收的目的。

技术领域

本发明涉及植物基因工程技术领域，具体涉及一种与顶端发育和矮化相 关的CsHD1蛋白、基因及其应用。

背景技术

柑橘是世界第一大果树，属于多年生木本植物，在柑橘一年的生长周期 中通常产生三种类型的新梢，分别在春、夏、秋季中生长，分别将其称之为 春梢、夏梢和秋梢，新梢顶端在发育到一定程度后，会发生脱落的现象，几 乎在所有的柑橘品种中都普遍存在这种现象，被称为顶芽“自剪”过程。柑橘 自剪实质上是枝梢顶端生长区域主动脱落的一个生理过程，虽然这种自我修 剪的过程在多种植物的生长发育过程中具有重要的意义，但迄今为止，没有 一篇详细的报道对这种现象的合理性以及在进化、分子调控机制等方面做出 合理解释。

发明内容

本发明的目的之一在于提供CsHD1蛋白在调控植物顶端发育和植株矮 化中的应用，所述CsHD1蛋白质的氨基酸序列如SEQ ID NO:1所示。

本发明的目的之二在于提供编码CsHD1蛋白的CsHD1基因在调控植物 顶端发育和植株矮化中的应用，所述CsHD1蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO:1所示。

其中，所述CsHD1基因是如下(1)至(2)中任一项所述的DNA分子：

(1)其核苷酸序列为SEQ ID NO:2所示的DNA分子；

(2)在严格条件下与(1)限定的DNA序列杂交且编码CsHD1蛋白的DNA分子。

本发明的目的之三在于提供含有CsHD1基因的表达载体或农杆菌调控 植物顶端发育和植株矮化中的应用，所述CsHD1基因的核苷酸序列如SEQ ID NO:2所示。

其中，所述表达载体为PBI121表达载体。

其中，所述植物为拟南芥、烟草和柑橘。

发明人在前期甜橙新稍自剪的研究中，共鉴定出了1378个自剪前后差 异表达基因，这些差异基因有跟细胞程序性死亡(PCD)和细胞壁生物合成 或代谢相关的，也有跟植物顶端分生组织发育密切相关的基因，通过表达谱 分离到多个含有Homeobox结构域的同源异型盒基因，其中有一个KNOX (KNOTTED1-like homeobox)家族成员基因CsHD1在植物的顶端发育中具 有重要的调控功能，我们推测该基因很可能在柑橘的顶端发育具有重要的调 控功能并影响其自剪过程。

本发明首次从甜橙中分离得到CsHD1基因并进行了功能鉴定，所分离 得到的基因的核苷酸序列如SEQ ID NO:2所示，所编码的蛋白的氨基酸序列 如SEQ ID NO:1所示，并发现该基因能够促进顶端发育并延长顶端发育时间， 延长枝梢营养生长期，并能够使转基因植株表现出矮化、叶片邹缩等表型， 该基因能够大大延长植物顶端的营养生长阶段，延迟植物顶端的成花时间。 本发明解析了柑橘顶端发育和矮化的调控机理，在实际生产上有助于实现柑 橘株型调控和改良，有利于利用基因工程手段最终达到增产增收的目的。

附图说明

图1柑橘遗传转化的流程图；

图2为野生型拟南芥和转入了CsHD1基因的拟南芥表型结果；

图3为普通柑橘和转入了CsHD1基因的柑橘表型结果；

图4为普通柠檬和转入了CsHD1基因的柠檬表型结果。

具体实施方式