与植物开花时间相关的蛋白及其编码基因与应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及生物技术领域，尤其涉及一种与植物开花时间相关的蛋白及其编码基 因与应用。
【背景技术】
[0002] 大豆是世界上最为重要的油料作物和高蛋白粮食作物。在我国，大豆是四大粮食 作物之一，对保证国家粮食安全、改善城乡人民生活和增加农民收入有十分重要的作用。大 豆是典型的短日照作物，单个品种的适种范围大都在1-1. 5个纬度之间，不同纬度地区间 引种会因日照长度的变化导致开花时间、成熟期提前或延迟，造成产量下降甚至颗粒无收。 因此，培育对光周期相对钝感的广适应大豆品种一直是大豆育种的重要目标。通过常规育 种方法培育大豆品种虽有很大成效，但在光周期反应敏感性改良方面进展较为缓慢，目前， 迫切需要采用分子育种手段，通过外源基因的引入或对内在基因的遗传操作，定向调节大 豆品种的光周期反应敏感性，加快广适应大豆品种的选育进程。
[0003] 近年来，对拟南芥和水稻等模式植物开花途径的研究揭示了光周期调控植物开花 的机制。相关研究表明，长日植物（如拟南芥）和短日植物（如水稻）开花的分子途径在 进化上是保守的。因此，可借助植物开花相关基因的保守性从双子叶短日植物大豆中克隆、 筛选光周期反应关键基因，通过改变光周期条件来分析其表达方式，并通过遗传转化进一 步验证该基因的功能，进而通过基因操作手段获得光周期反应敏感性不同的大豆品种。
[0004] 在拟南芥中，光受体接收外界光信号后，与生物钟基因相互作用将接收的光信号 经CO(CONSTANCE)传递到下游基因FT(FLOWERINGLOCUST)，激活FT的表达，进而诱导花分 生组织特征基因API和FUL的表达。FUL属于MADS-box转录因子超家族，它作为开花途径 中相对下游的基因，参与了植物生殖转变（由营养生长到生殖生长的转变）、花果发育与果 实成熟，是调节植物生长成熟的关键基因。通过转基因方法对FUL及其同源基因进行遗传 操作，使其过表达或抑制其表达，可调节植物的生殖转变及花果发育进程，为通过分子手段 培育广适应、株型改良或花果改良的作物品种创造条件。
【发明内容】
[0005] 本发明的一个目的是提供一种与植物开花时间相关的蛋白及其编码基因。
[0006] 本发明所提供的与植物开花时间相关的蛋白，名称为GmFULa，来源于豆科、大豆 属、栽培大豆（Glycinemax(L.)Merrill)，是如下 1)或 2):
[0007] 1)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；
[0008] 2)将序列表中序列2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/或添加且与植物开花时间相关的由序列2衍生的蛋白质。
[0009] 上述序列表中的序列2由244个氨基酸残基组成。为了使1)中的GmFULa便于纯 化，可在由序列表中序列2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，但不限于如下标签。
[0010] 表1为标签的序列
【主权项】
1. 一种蛋白，是如下1)或2): 1) 由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质； 2) 将序列表中序列2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/或添加且与植物开花时间相关的由序列2衍生的蛋白质。
2. 编码权利要求1所述蛋白的DNA分子。
3. 如权利要求2所述的DNA分子，其特征在于：所述DNA分子是如下1)-3)中任一种 的DNA分子： 1) 编码区为序列表中序列1自5'末端第1-732位核苷酸所示的DNA分子； 2) 在严格条件下与1)限定的DNA序列杂交且编码与植物开花时间相关蛋白的DNA分 子； 3) 与1)限定的DNA序列至少具有70%、至少具有75%、至少具有80%、至少具有85%、 至少具有90%、至少具有95%、至少具有96%、至少具有97%、至少具有98%或至少具有 99%同源性且编码与植物开花时间相关蛋白的DNA分子。
4. 含有权利要求2或3所述DNA分子的重组载体、表达盒、转基因细胞系或重组菌。
5. 如权利要求4所述的重组载体，其特征在于： 所述重组载体为将权利要求2或3所述DNA分子插入表达载体中，得到表达权利要求 1所述蛋白的重组载体。
6. 根据权利要求5所述的重组载体，其特征在于：所述表达载体为p3301m。
7. 扩增权利要求2或3所述DNA分子全长或其任意片段的引物对。
8. 权利要求1所述蛋白、权利要求2或3所述DNA分子或权利要求4所述重组载体、表 达盒、转基因细胞系或重组菌在调节植物开花时间中的应用。
9. 一种培育转基因植物的方法，为将编码权利要求1所述蛋白的DNA分子导入目的植 物，获得转基因植物，所述转基因植物的开花时间早于所述目的植物。
10. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述编码权利要求1所述蛋白的DNA分 子通过权利要求4或5所述的重组载体导入目的植物。
【专利摘要】本发明公开了一种与植物开花时间相关的蛋白及其编码基因与应用。本发明提供的一种蛋白，是如下1)或2)：1)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；2)将序列表中序列2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/或添加且与植物开花时间相关的由序列2衍生的蛋白质。本发明的实验证明，本发明从大豆中发现了基因GmFULa，将其在拟南芥中过表达，得到转基因植物，该转基因植物的开花时间比未转基因的野生型提前，因此，可以看出该基因或其表达的蛋白具有促进植物开花时间提前的作用。
【IPC分类】C12N15-29, A01H5-00, C12N15-82, C07K14-415, C12N15-11
【公开号】CN104710522
【申请号】CN201410746379
【发明人】韩天富, 贾贞, 岳岩磊, 蒋炳军, 高小伟, 费志宏, 孙洪波, 吴存祥, 孙 石, 侯文胜
【申请人】中国农业科学院作物科学研究所
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2014年12月9日