专利名称：提高植物种子脂肪酸含量的转录因子及其编码基因与应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种与提高植物种子脂肪酸含量相关的转录因子及其编码基因与应用，特别涉及一种来源于棉花的与提高植物种子脂肪酸含量相关的转录因子及其编码基因与应用。
背景技术：
棉花是我国重要的经济作物与油料作物。我国常年植棉600万公顷，约产皮棉760万吨、棉籽1300万吨。作为棉花生产的主要副产品，棉籽富含油脂与蛋白(许红霞，杨伟华，王延琴，周大云，匡猛，冯新爱。我国油用棉子质量状况分析。中国棉花，2009，36 (7) : 2-3)，剥壳后的棉仁脂肪含量30 % 40 %，可生产油脂。近年来，随着世界油脂资源和能源资源的日益紧迫，棉籽油等油料作物的生产越来越受到重视，扩大油料作物的种植面积已经成为解决我国油脂资源紧张的重要途径。本着“不与粮食作物争地”的 原则，为增加单位种植面积内棉花种子的油脂含量，通过克隆调控植物脂肪酸合成的转录因子，应用遗传转化手段导入棉花受体植株中，从而提高植物的脂肪酸含量，进而增加棉籽仁中的油脂含量，提高油料作物的油脂产量。这对增加我国油脂供应具有重要经济效益与社会效益。通过利用转录因子调控种子中脂肪酸合成等途径相关的基因表达，从而提高脂肪酸含量与油脂含量的研究越来越受到重视。LECl编码CCAAT结合因子HAP3亚基的同源物，是植物胚胎发育过程中重要的转录调节因子，Mu等(Mu et al. . LEAFY C0TYLED0N1 isa key regulator of fatty acid biosynthesis in Arabidopsis. 2008, 148(2):1042-1054)的研究表明，拟南芥LECl基因的过表达导致脂肪酸合成基因表达量整体水平的增加，在LECl过表达的转基因植株中，超过58%已知的参与质体脂肪酸合成途径的酶基因表现出正调控。WRINKLEDl(WRIl)转录因子直接调控糖酵解和脂肪酸代谢过程，能提高脂肪酸合成相关基因的整体表达水平，提高脂肪酸和油脂含量(Baud et al. . WRINKLED lspecifies theregulatory action of LEAFY C0TYLED0N2towards fatty acid metabolism during seedmaturation in Arabidopsis, Plant Journal, 2007，50 (5) : 825-838)。在拟南芥中过表达Bnwril使种子的含油量增加了 10%-40%，进一步分析发现转基因拟南芥幼胚的细胞体积变大而非数量变多(Liu et al. . Increasing seed mass and oil content in transgenicArabidopsis by the overexpression of wril-like gene from Brassica napus. PlantPhysiology and Biochemistry, 2010，48:9-15)。但是，目前还没有关于调控棉花脂肪酸含量的转录因子的研究。在国内有关调节脂肪酸含量或成份的专利技术报道中，禹山林等(花生磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因及其编码的蛋白质以及克隆方法，申请号200810002795. 4)公开了花生籽粒中脂肪酸脱饱和反应过程中花生硬脂酰-载体蛋白脱饱和酶基因及其编码蛋白质，该基因的表达可以提高花生中不饱和脂肪酸的含量，并且还能增加花生的抗寒性。目前尚未见有棉花转录因子调控脂肪酸含量或成份的具体技术发表。
发明内容
本发明的目的是提供一种与提高植物种子脂肪酸含量相关的蛋白及其编码基因与应用，该蛋白具有转录因子功能。本发明所提供的蛋白质，来源于棉花(Gossypiumhirsutum L.),名称为GhDofI,是如下(a)或(b)(a)羧基端至少含有序列表中序列2的第161-315位氨基酸序列，并且从序列2的第161位开始，按照序列2的氨基酸序列方向序列2的氨基端延长，得到长度为155至315个氨基酸的任意一个蛋白片段；所述蛋白片段具有转录活性。(b)将(a)所限定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，且具有转录活性或与提高植物种子脂肪酸含量相关的由(a)所限定的氨基酸序列衍生的蛋白质。 在本发明的中，所述蛋白质具体为如下(C)或(d)(c)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；Cd)由序列表中序列2的第161-315位氨基酸序列组成的蛋白质。序列表中序列2由315个氨基酸组成。为了便于所述蛋白质的纯化，可在由序列表中序列2或序列2的第161-315位的氣基酸残基序列组成的蛋白质的氣基末端或竣基末端连接上如下表所不的标签。表标签的序列
权利要求
1.蛋白质，是如下(a)或(b) Ca)羧基端至少含有序列表中序列2的第161-315位氨基酸序列，并且从序列2的第.161位开始，按照序列2的氨基酸序列方向序列2的氨基端延长，得到长度为155至315个氨基酸的任意一个蛋白片段；所述蛋白片段具有转录活性； (b)将(a)所限定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，且具有转录活性或与提高植物种子脂肪酸含量相关的由(a)所限定的氨基酸序列衍生的蛋白质。
2.根据权利要求I所述的蛋白质，其特征在于所述蛋白质为如下(C)或(d) (C)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质； Cd)由序列表中序列2的第161-315位氨基酸序列组成的蛋白质。
3.编码权利要求I或2所述蛋白质的核酸分子。
4.根据权利要求3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I或2所述蛋白质的基因；所述基因是如下I)或2)或3): .1)3'端至少含有序列表中序列3的第578-1045位的核苷酸序列，并且从序列3的第.578位开始，按照序列3的核苷酸序列向序列3的5'端延长，和/或从序列3的第578位开始，按照序列3的核苷酸序列向序列3的3'端延长，得到长度为468至1249bp的任意一个DNA片段； .2)3'端至少含有序列表中序列I的第481-948位的核苷酸序列，并且从序列I的第.481位开始，按照序列I的核苷酸序列向序列I的5'端延长，得到长度为468至948bp的任意一个DNA片段； .3)与I)或2)限定的核苷酸序列具有75%或75%以上同源性，且与提高植物种子脂肪酸含量相关的DNA片段。
5.根据权利要求4所述的核酸分子，其特征在于所述基因是如下4)-8)中的任一种 .4)编码序列为序列表中序列I所示的DNA分子； .5)序列表中序列I所不的DNA分子； .6)序列表中序列I的第481-948位所示的DNA分子； .7)序列表中序列3所示的DNA分子； .8)序列表中序列3的第95-1153位所示的DNA分子。
6.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。
7.权利要求I或2所述的蛋白质，或权利要求3-5中任一所述的核酸分子，或权利要求.6所述的重组表达载体、表达盒或重组菌在如下al)或a2)中的应用 al)调控植物种子脂肪酸含量； a2)选育种子脂肪酸含量高的植物品种。
8.一种培育种子脂肪酸含量提高的转基因植物的方法，包括将编码权利要求I或2所述蛋白质的基因导入目的植物中的步骤；所述转基因植物与所述目的植物相比，种子脂肪酸含量提闻。
9.根据权利要求7所述的应用，或权利要求8所述的方法，其特征在于所述植物为双子叶植物或单子叶植物。
10.权利要求I或2所述蛋白质在作为转录因子中的应用。
全文摘要
本发明公开了一种与提高植物种子脂肪酸含量相关的转录因子及其编码基因与应用。本发明所提供的转录因子是如下(a)或(b)(a)羧基端至少含有序列表中序列2的第161-315位氨基酸序列，并且从序列2的第161位开始，按照序列2的氨基酸序列方向序列2的氨基端延长，得到长度为155至315个氨基酸的任意一个蛋白片段；所述蛋白片段具有转录活性；(b)将(a)所限定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，且具有转录活性或与提高植物种子脂肪酸含量相关的由(a)所限定的氨基酸序列衍生的蛋白质。本发明所提供的转录因子GhDof1能够显著提高植物种子的脂肪酸含量，具备良好的应用前景。
文档编号A01H5/00GK102757488SQ201210205390
公开日2012年10月31日 申请日期2012年6月18日 优先权日2012年6月18日
发明者刘正杰, 华金平, 张园, 李玉华, 王玉美, 赵清翠, 赵鹏 申请人:中国农业大学