棉花细胞质丙酮酸激酶编码基因及其应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种棉花细胞质丙酮酸激酶编码基因及其应用。本发明提供的蛋白质是如下（a）或（b）或（c）或（d）：（a）序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；（b）将序列1经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物营养生长相关的由序列1衍生的蛋白质；（c）将序列1所示经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与棉纤维长度相关的由序列1衍生的蛋白质；（d）将序列1经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有丙酮酸激酶活性的由序列1衍生的蛋白质。本发明对于培育高纤维品质和高产的棉花新品种具有巨大参考价值，对提高棉花的产量具有重要意义。
【专利说明】棉花细胞质丙酮酸激酶编码基因及其应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种棉花细胞质丙酮酸激酶编码基因及其应用。
【背景技术】
[0002]丙酮酸激酶(PK，EC2.7.1.40)是一类保守的蛋白酶，催化糖酵解途径的关键步骤“磷酸烯醇式丙酮酸向丙酮酸的转变，其催化的反应式为:PEP + ADP Jl* Pyruvate +ATP”。由于丙酮酸激酶催化反应的产物丙酮酸可以进入线粒体参与三羧酸循环，因此丙酮酸激酶是联系糖酵解途径和三羧酸循环的关键限速酶。在动物中，丙酮酸激酶在不同组织中以不同类型存在，在快速增殖的细胞(如肿瘤细胞中)丙酮酸激酶为PKM2，而在肝脏和肾脏中为PKL，在肌肉和脑组织中则为PKM1。这些不同类型的丙酮酸激酶异构体具有不同的催化活性和调控活性，可能为不同组织发挥正常的生理功能所必须。在植物中，丙酮酸激酶则以细胞质和质体两种不同亚细胞定位的异构体形式存在。质体定位的丙酮酸激酶被发现与植物细胞的油脂合成相关，而细胞质定位的丙酮酸激酶的具体生理功能则颇具争议。
[0003]棉花纤维细胞是植物界最长的同时也是伸长最快的细胞之一。成熟的棉花纤维作为纺织工业的原材料具有重要的经济价值， 提高棉花纤维的长度和品质对于棉花的增产和经济创收具有巨大的社会效益。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种棉花细胞质丙酮酸激酶编码基因及其应用。
[0005]本发明提供的蛋白质，获自陆地棉栽培种中棉所35号(Gossypium hirsutumcultivar CRI35),命名为 GhPKl 蛋白，是如下Ca)或(b)或(c)或(d):
[0006](a)由序列表中序列I所示的氨基酸序列组成的蛋白质；
[0007](b)将序列表中序列I所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物营养生长相关的由序列I衍生的蛋白质；
[0008](c)将序列表中序列I所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与棉纤维长度相关的由序列I衍生的蛋白质；
[0009](d)将序列表中序列I所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有丙酮酸激酶活性的由序列I衍生的蛋白质。
[0010]为了使(a)中的蛋白质便于纯化，可在由序列表中序列I所示的氨基酸序列组成的蛋白质的氨基末端或羧基末端连接上如表1所示的标签。
[0011]表1标签的序列
[0012]
【权利要求】
1.一种蛋白质,是如下(a)或(b)或(C)或(d): Ca)由序列表中序列I所示的氨基酸序列组成的蛋白质； (b)将序列表中序列I所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物营养生长相关的由序列I衍生的蛋白质； (C)将序列表中序列I所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与棉纤维长度相关的由序列I衍生的蛋白质； Cd)将序列表中序列I所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有丙酮酸激酶活性的由序列I衍生的蛋白质。
2.编码权利要求1所述蛋白质的基因。
3.如权利要求2所述的基因，其特征在于:所述基因是如下(I)或(2)或(3)或(4)或(5)或(6)或(7)或(8)所述的DNA分子: (1)编码区如序列表中序列2自5’末端第105-1625位核苷酸所不的DNA分子； (2)序列表中序列2所示的DNA分子； (3)在严格条件下与(I)或(2)限定的DNA分子杂交且编码植物营养生长相关蛋白的DNA分子； (4)与(I)或(2)限定的DNA分子至少具有90%同源性且编码植物营养生长相关蛋白的DNA分子； (5)在严格条件下与(I)或(2)限定的DNA分子杂交且编码棉纤维长度相关蛋白的DNA分子; (6)与(I)或(2)限定的DNA分子至少具有90%同源性且编码棉纤维长度相关蛋白的DNA分子； (7)在严格条件下与(I)或(2)限定的DNA分子杂交且编码丙酮酸激酶的DNA分子； (8)与(I)或(2)限定的DNA分子至少具有90%同源性且编码丙酮酸激酶的DNA分子。
4.含有权利要求2或3所述基因的重组载体、表达盒、转基因细胞系或重组菌。
5.一种培育转基因植物的方法，为将权利要求2或3所述基因导入目的植物，得到营养生长水平低于所述目的植物的转基因植物。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于:所述目的植物为双子叶植物或单子叶植物。
7.一种培育转基因棉花的方法，为将抑制权利要求2或3所述基因表达的物质导入出发棉花植株，得到棉纤维长度高于所述出发棉花植株的转基因棉花植株。
8.权利要求5至7中任一所述的方法在植物育种中的应用。
9.权利要求1所述蛋白质作为丙酮酸激酶的应用或权利要求1所述蛋白质在制备丙酮酸激酶中的应用。
10.权利要求1所述蛋白质在调节植物的营养生长中的应用或权利要求1所述蛋白质在调节棉花的棉纤维长度中的应用。
【文档编号】C12N15/54GK103667203SQ201310682692
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月12日 优先权日:2013年12月12日
【发明者】刘进元, 张兵 申请人:清华大学