Myb37蛋白及其编码基因在调控植物种子产量中的应用
【技术领域】
[0001]本发明属于生物技术领域，涉及一种MYB37蛋白及其编码基因在调控植物种子产 量中的应用。
【背景技术】
[0002] 在耕地面积逐渐减少的情况下，为了满足日益增长的人口对粮食的需求，提高作 物单位产量具有极其重要意义。株高是植株形态建成的重要基础，是影响作物高产稳产的 重要因素。传统杂交育种和转基因技术育种的本质都是通过获得优良基因进行遗传改良。 传统的杂交育种操作对象是整个基因组，所转移的是大量的基因，不可能准确地对某个基 因进行选择和操作，对后代的表现预见性较差。比如杂交品种后代既继承了一些人们希望 得到的优良性状，但同时也继承了一些不好的性状;因此，传统的杂交育种需要通过长期的 育种筛选，进而将这些不好的性状筛掉，这使得杂交育种的成功率降低并且年限增长。而转 基因技术所转入的一般是经过功能验证且后代表现可准确预期的基因。因此，可以高效、准 确、快速的将提尚品质的基因导入到尚广的作物中，也可以把尚广的基因导入到品质提尚 的品种里。因此，转基因技术是对传统杂交育种技术的发展和补充，将两者紧密结合，可以 大大地提高植物品种改良的效率。近年来，随着研究人员对植物高产分子机制的深入研究， 采用转基因等基因工程手段向植物导入外源基因提高产量已成为培育高产植物品种的新 途径之一，对农业生产具有重大意义。
[0003] MYB类转录因子家族是指含有MYB结构域的一类转录因子，MYB结构域通常含有1-4 个不完全重复的氨基酸序列(R)，每一个重复序列R中大约有52个氨基酸，形成3个α螺旋，每 隔约18个氨基酸规则间隔的色氨酸(W)残基，所以每一个重复中共有3个规则间隔色氨酸。 MYB转录因子在动植物中都存在，MYB转录因子家族是拟南芥中最大的一类转录因子家族； 目前为止，拟南芥中已经鉴定出超过200个基因编码MYB转录因子，其中含有两个R的R2R3-MYB成员最多，大约有126个成员左右;ΜΥΒ37属于R2R3-MYB中第14亚组，在拟南芥tair网站 上的基因号为六了5623000(111^8://￥￥￥.3瓜13丨(1(^8丨8.〇找/)。随着对]\^13转录因子家族成员 的研究，越来越多的MYB转录因子被人们所认知。MYB转录因子广泛参与植物次生代谢调控、 细胞形态决定、胁迫应答、分生组织形成及细胞周期控制等。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种MYB37蛋白及其编码基因在调控植物种子产量中的应 用。
[0005] 本发明所提供的应用，具体为如下ASB:
[0006] A:由序列表中序列3所示的氨基酸序列组成的蛋白质在如下al)_a4)任一中的应 用：
[0007] al)提高植物的种子产量；
[0008] a2)增高植物的株高；
[0009] a3)选育种子产量提高的植物品种；
[0010] a4)选育株高增高的植物品种。
[0011] B:由序列表中序列3所示的氨基酸序列组成的蛋白质的编码基因在如下al)-a4) 任一中的应用：
[0012] al)提尚植物的种子广量；
[0013] a2)增高植物的株高；
[0014] a3)选育种子广量提尚的植物品种；
[0015] a4)选育株高增高的植物品种。
[0016] 在本发明中，以上a3)中的所述选育种子产量提高的植物品种的方法，具体可包括 将所述MYB37蛋白表达量较高的植株作为亲本进行杂交的步骤。以上a4)中的所述选育株高 增高的植物品种的方法，具体可包括将所述MYB37蛋白表达量较高的植株作为亲本进行杂 交的步骤。
[0017] 本发明的另一个目的是提供一种培育转基因植物的方法。
[0018] 本发明所提供的培育转基因植物的方法，为如下(A)或(B):
[0019] (A)培育种子产量提高的转基因植物的方法，包括如下步骤:向受体植物中导入由 序列表中序列3所示的氨基酸序列组成的蛋白质的编码基因，得到转基因植物;所述转基因 植物与所述受体植物相比种子产量提高；
[0020] (B)培育株高增高的转基因植物的方法，包括如下步骤：向受体植物中导入由序列 表中序列3所示的氨基酸序列组成的蛋白质的编码基因，得到转基因植物;所述转基因植物 与所述受体植物相比株高增高。
[0021] 在本发明中，所述种子产量具体体现为单株果荚数目和/或单株种子干重。相应 的，所述种子产量提高具体体现为单株果荚数目增多和/或单株种子干重增加。
[0022] 在上述应用或方法中，所述由序列表中序列3所示的氨基酸序列组成的蛋白质的 编码基因（即MYB37基因）是如下1)至5)中任一所述的DNA分子：
[0023] 1)编码序列为序列表中序列2自5'末端第100至1089位核苷酸所示的DNA分子；
[0024] 2)序列表中序列2所示的DNA分子；
[0025] 3)序列表中序列1所示的DNA分子；
[0026] 4)在严格条件下与1)-3)任一所限定的DNA分子杂交且编码由序列表中序列3所示 的氨基酸序列组成的蛋白质的DNA分子；
[0027] 5)与1)-4)任一限定的DNA分子具有90%以上同源性且编码由序列表中序列3所示 的氨基酸序列组成的蛋白质的DNA分子。
[0028] 上述严格条件可为用6 X SSC，0.5 % SDS的溶液，在65°C下杂交，然后用2 X SSC， 0· 1 %SDS和I XSSC，0· 1 %SDS各洗膜一次。
[0029]其中，序列1由1793个核苷酸组成，为所述MYB37基因在拟南芥基因组中序列，其中 第236-327及458-854位均为内含子序列；序列2由1304个核苷酸组成，为所述MYB37基因的 cDNA序列，其中第100-1089位为编码序列（0RF);序列1和序列2均编码序列表中序列3所示 的蛋白质，序列3由329个氨基酸残基组成。
[0030]在所述(A)和所述(B)中，所述由序列表中序列3所示的氨基酸序列组成的蛋白质 的编码基因是通过含有所述蛋白质的编码基因的重组表达载体导入所述受体植物中的。
[0031 ]所述重组表达载体可用现有的植物表达载体构建。所述植物表达载体包括双元农 杆菌载体和可用于植物微弹轰击的载体等，如pCAMBI A-I 300-221、pGreen0029、 pCAMBIA3301、pBI121、pBinl9、pCAMBIA2301、pCAMBIA1301-UbiN 或其它衍生植物表达载体。 所述植物表达载体还可包含外源基因的3'端非翻译区域，即包含聚腺苷酸信号和任何其它 参与mRNA加工或基因表达的DNA片段。所述聚腺苷酸信号可引导聚腺苷酸加入到mRNA前体 的3'端。使用所述基因构建重组表达载体时，在其转录起始核苷酸前可加上任何一种增强 型、组成型、组织特异型或诱导型启动子，例如花椰菜花叶病毒(CAMV)35S启动子、泛素基因 Ubiquitin启动子(pUbi)、胁迫诱导型启动子rd29A等，它们可单独使用或与其它的植物启 动子结合使用；此外，使用本发明的基因构建重组表达载体时，还可使用增强子，包括翻译 增强子或转录增强子，这些增强子区域可以是ATG起始密码子或邻接区域起始密码子等，但 必需与编码序列的阅读框相同，以保证整个序列的正确翻译。所述翻译控制信号和起始密 码子的来源是广泛的，可以是天然的，也可以是合成的。翻译起始区域可以来自转录起始区 域或结构基因。为了便于对转基因植物细胞或植物进行鉴定及筛选，可对所用重组表达载 体进行加工，如加入可在植物中表达的编码可产生颜色变化的酶或发光化合物的基因、具 有抗性的抗生素标记物或是抗化学试剂标记基因等。也可不加任何选择性标记基因，直接 以逆境筛选转化植株。
[0032]在本发明中，所述重组表达载体中启动所述蛋白质的编码基因转录的启动子为 35S启动子。
[0033] 更为具体的，所述重组表达载体为将所述MYB37基因插入pCAMBIA-1300-221载体 的多克隆位点Xba I与Kpn I之间后得到的重组质粒。
[0034]在上述方法中，将携带有所述MYB37基因的所述重组表达载体导入所述受体植物， 具体可为:通过使用Ti质粒、Ri质粒、植物病毒载体、直接DNA转化、显微注射、电导、农杆菌 介导等常规生物学方法转化植物细胞或组织，并将转化的植物组织培育成植株。
[0035] 在上述应用或方法中，所述植物即可为双子叶植物，也可为单子叶植物。
[0036]进一步，所述双子叶植物可为十字花科植物。在本发明的一个实施例中，所述植物 具体为拟南芥，更加具体为拟南芥野生型(Col-Ο生态型）。
[0037]在本发明中，以上所有所述由序列表中序列3所示的氨基酸序列组成的蛋白质均 可替换为序列3所示蛋白质与标签蛋白所形成的融合蛋白，具体如在pCAMBIA-1300-221载 体的酶切位点Xba I和Kpn I之间插入序列2的第100-1086位所示DNA片段后所得重组质粒 表达得到的融合蛋白。