与植物产量提高和品质改良相关的蛋白及编码基因与应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种与植物产量提高和品质改良相关的蛋白及编码基因与应用。本发明所提供的蛋白是如下（a）或（b）：（a）由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；（b）将（a）所限定的蛋白质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，且与提高植物产量和改良植物品质相关的蛋白质。实验证明，本发明所提供的蛋白可以提高种子单株产量、百粒重、种子大小、脂肪含量，以及株高。本发明在培育高产和高油植物新品种方面具有重要意义。
【专利说明】与植物产量提高和品质改良相关的蛋白及编码基因与应用
【技术领域】
[0001]本发明属于基因工程领域，涉及一种与植物产量提高和品质改良相关的蛋白及编码基因与应用。
【背景技术】
[0002]随着人口的不断增长，全球粮食消费量一直高于产量，据预测到2030年粮食需求将会提高30%至40%，因此只有不断提高粮食作物的产量，才能满足不断增长的粮食需求。随着经济水平的不断提高，人们对粮食品质的要求也在提高，需要食用品质更好，营养更丰富的食物。
[0003]大豆是一种重要的粮食作物和油料作物，也是人类的主要食用蛋白、工业原料和保健药品的来源。大豆种子含有40%的蛋白和20%的油脂。此外也富含大量的生理活性物质如异黄酮、卵磷脂、维生素E、皂苷类等。近年来，人们对富含蛋白、油及其他保健成分的大豆的消费在不断增加，使得增加大豆的供应迫在眉睫。尽管大豆产量在不断提高，但相比其他主要作物，大豆产量还有很大的增长潜力，油脂和蛋白的成分也有很大的提升空间。现代生物工程技术可以打破生物之间的界限来实现遗传物质的重新组合，按照人类预先设计改造生物，使之符合人类的需要。将生物工程技术与传统育种技术相结合，可以提高大豆产量和改良大豆品质。因此，寻找能够提高大豆产量和改良大豆品质的基因，用于大豆遗传改良和品种培育，对增加大豆的供给具有重要的现实意义。
[0004]核因子-Y(NF-Y)是一种通过调控因子相互作用来调控下游基因表达的转录因子。NF-Y转录因子含有保守专一性的序列，该序列和真核生物启动子区域的CCAAT框相结合。在多物种中，数目上，CCAAT盒都是高度保守的同源基因序列。在所有真核生物中，CCAAT盒转录调节组件是一个顺式调控元件，并且存在于约30%的基因的启动子区域。基因表达模式也可以是组织或阶段特异性的，也可以由`其他顺式和反式作用因子决定，而由包含CCAAT盒的启动子来控制基因的表达可能是无处不在的。多个反式作用因子与CCAAT盒相联系，但只有核因子NF-Y是和CCAAT这5个核苷酸相结合。在拟南芥中，NF-Y转录因子LECl调控种子储藏蛋白基因和其他一些下游的靶基因的表达，过量表达LECl导致脂肪酸合成基因的全面上调表达。在油菜中过表达BnLECl和BnLlL基因能提高种子含油量2%_20%。在玉米中过表达ZmLECl基因能提高种子含油量48%。NF-YB6为类LECl基因，在拟南芥中可以互补LECl的突变，与LECl功能重叠。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种与植物产量提高和品质改良相关的蛋白及编码基因与应用。
[0006]本发明所提供的蛋白质，名称为GmNFYB6L,来源于大豆(Glycine max (L.)Merr.)品种中豆29，是如下(a)或(b):
[0007](a)由序列表中序列I所示的氨基酸序列组成的蛋白质；[0008](b)将(a)所限定的蛋白质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，且与提高植物产量和改良植物品质相关的蛋白质。
[0009]为了便于GmNFYB6L蛋白的纯化，可在由序列表中序列I的氨基酸残基序列组成的蛋白质的氨基末端或羧基末端连接上如下表所示的标签。
[0010]表:标签的序列
[0011]
【权利要求】
1.蛋白质，是如下(a)或(b): 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(a)所限定的蛋白质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，且与提高植物产量和改良植物品质相关的蛋白质。
2.编码权利要求1所述蛋白质的核酸分子。
3.根据权利要求2所述的核酸分子，其特征在于:所述核酸分子是编码权利要求1所述蛋白质的基因；所述基因是如下I)至4)中任一所述的DNA分子: 1)编码序列为序列表中序列2的第41-721位所示的DNA分子； 2)序列为序列表中序列2所示的DNA分子； 3)在严格条件下与I)或2)限定的DNA分子杂交且编码权利要求1所述蛋白质的DNA分子; 4)与I)-3)中任一限定的DNA分子具有90%以上同源性且编码权利要求1所述蛋白质的DNA分子。
4.含有权利要求2或3所述核酸分子的重组载体、表达盒、转基因细胞系或重组菌。
5.根据权利要求4所述的重组载体，其特征在于:所述重组载体为重组表达载体或重组克隆载体。
6.根据权利要求5所述的重组载体，其特征在于:所述重组表达载体中，启动所述基因的转录的启动子为35S启动子。
7.权利要求1所述的蛋白质，或权利要求2或3所述的核酸分子，或权利要求4-6中任一所述的重组表达载体、表达盒、转基因细胞系或重组菌在如下任一中的应用: (1)调控植物产量； (2)调控植物品质； (3)调控植物株高； (4)选育广量提闻的植物品种； (5)选育品质提闻的植物品种； (6)选育株高增高的植物品种。
8.培育具有如下al)_a3)目的性状中至少一种的转基因植物的方法，包括如下步骤: a)向目的植物中导入权利要求1所述蛋白质的编码基因，得到表达所述编码基因的转基因植物； b)从步骤a)所得转基因植物中得到与所述目的植物相比，具有如下al)_a3)目的性状中至少一种的转基因植物: al)植物产量提高； a2)植物品质提闻； a3)植物株高增高。
9.根据权利要求7所述的应用，或权利要求8所述的方法，其特征在于:所述产量体现在如下(bl) - (b3)中的至少一种；所述品质体现在如下(b4): (bl)植物种子的单株产量； (b2)植物种子的百粒重； (b3)植物种子的体积；(b4)植物种子的脂肪含量。
10.根据权利要求7-9中任一所述的应用或方法，其特征在于:所述植物为双子叶植物或单子叶植物； 所述双子叶植物 具体为大豆。
【文档编号】C12N15/84GK103739686SQ201310716548
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年12月23日 优先权日:2013年12月23日
【发明者】沙爱华, 陈李淼, 单志慧, 杨中路, 张婵娟, 陈海峰, 邱德珍, 张晓娟, 陈水莲, 周新安 申请人:中国农业科学院油料作物研究所