来源于玉米的与生育期相关的蛋白ZmHUB2及其编码基因与应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了来源于玉米的与生育期相关的蛋白ZmHUB2及其编码基因与应用。ZmHUB2，是如下蛋白质：a）由序列表中序列2第754-828位所示的氨基酸序列组成的蛋白质；b）由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；c）将序列表中序列2所示的氨基酸序列或序列2第754-828位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/或添加且具有下述至少一种活性的由a）衍生的蛋白质：1）泛素连接酶；2）与植物生育期相关。ZmHUB2具有泛素连接酶活性，降低ZmHUB2表达的转基因玉米在整个生育期过程中，都比未转基因玉米提前，生育期平均提前10天左右，降低ZmHUB2表达的转基因玉米植株与未转基因玉米相比株高没有显著的差异，但是果穗数确有显著的增加。
【专利说明】来源于玉米的与生育期相关的蛋白ZmHUB2及其编码基因与应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种来源于植物的蛋白及其编码基因与应用，特别涉及一种来源于玉米的与生育期相关的蛋白ZmHUB2及其编码基因与应用。
【背景技术】
[0002]通过泛素介导的蛋白酶体途径(ubiquitin-proteasome pathway, UPP)是目前已知植物体内蛋白质选择性降解最重要的途径，也是细胞进行自身功能调控的重要机制之一。泛素化系统通过三种关键酶即泛素活化酶、泛素结合酶和泛素连接酶的级联反应来完成，其中泛素连接酶E3决定底物蛋白的选择特异性，它的主要功能是识别靶蛋白，使活化的泛素接近特异靶蛋白的Lys，从而将泛素转移到底物。蛋白质的泛素化降解不仅去除了异常和短命的蛋白质，而且为生长的植物细胞提供了自由氨基酸，参与植物生命活动的各个方面，包括花发育、昼夜节律、光形态建成、细胞周期、胚胎发育、植物激素、信号转导、抗逆抗病和衰老等过程。与其它真核生物一样，植物也具备E1/E2/E3酶的活性来负责泛素的激活和连接。泛素化酶的层级结构分布以及泛素化修饰的多样性决定了泛素连接酶E3生物学功能的多样性。已有研究表明，在植物中，E3泛素连接酶涉及许多关键的生化过程，如激素反应、生理节奏、光形态建成、胁迫反应、花的生长发育等过程。
[0003]玉米不仅是重要的粮食和饲料作物，也是现代食品工业、医药工业和化学工业的主要原料。自2001年以来，玉米的种植面积就已经超过水稻和小麦成为全球第一大作物。我国的玉米年产量占世界第二位，消费量占全球玉米的20%左右。2008年，我国玉米种植面积首次超过水稻，跃居我国三大作物之首。随着人口增加和畜牧业及农产品加工业的不断发展，对玉米的需求将继续增长，提高玉米产量、改善玉米品质、增强玉米抗病虫和抗逆境能力，对满足人民生活的需求，保证经济`建设持续稳定发展，具有重要的战略意义。而我国广大北方地区玉米种植抽穗过晚，导致收获时温度过低或者日照时间过短而影响产量。因此研究玉米的生育周期，挖掘出与开花时间相关的基因对于培育优质高产早熟的新品种，具有重要的生物学意义和经济价值。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种与植物生育期相关的蛋白ZmHUB2及其编码基因与应用。
[0005]本发明所提供的与植物生育期相关的蛋白，名称为ZmHUB2，来源于玉米(Zeamays),是如下a)或b)或c)的蛋白质:
[0006]a)由序列表中序列2第754-828位所示的氨基酸序列组成的蛋白质；
[0007]b)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；
[0008]c)将序列表中序列2所示的氨基酸序列或序列2第754-828位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/或添加且具有下述至少一种活性的由a)衍生的蛋白质:1)泛素连接酶；2)与植物生育期相关。
[0009]其中，序列表中序列2由828个氨基酸残基组成。序列2的第754-828位为C3HC4锌指蛋白结构域，该结构域即为a)所述的蛋白质。
[0010]为了使上蛋白便于纯化，可在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)的蛋白质: a)由序列表中序列2第754-828位所示的氨基酸序列组成的蛋白质； b)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质； c)将序列表中序列2所示的氨基酸序列或序列2第754-828位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/或添加且具有下述至少一种活性的由a)衍生的蛋白质:1)泛素连接酶；2)与植物生育期相关。
2.编码权利要求1所述蛋白的核酸分子。
3.根据权利要求2所述的核酸分子，其特征在于:所述核酸分子为如下I)或2)或3)或4)所示的基因: 1)其编码序列是序列表中序列I的第2311-2538位核苷酸的DNA分子； 2)其编码序列是序列表中序列I的第52-2538位核苷酸的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所述蛋白的DNA分子; 4)与I)或2)限定的DNA分子具有90%以上的同源性且编码权利要求1所述蛋白的DNA分子。
4.下述I)-4)中的任一种生物材料: 1)含有权利要求2或3所述核酸分`子的表达盒； 2)含有权利要求2或3所述核酸分子的重组表达载体； 3)含有权利要求2或3所述核酸分子的重组微生物； 4)含有权利要求2或3所述核酸分子的转基因细胞系。
5.权利要求1所述蛋白质的应用，其特征在于:所述应用是所述蛋白质作为泛素连接酶和/或所述蛋白质调控植物的生育期。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于:所述调控植物的生育期为调控玉米的生育期；所述玉米的生育期为I) -7)中的至少一种: 1)成熟期； 2)乳熟期; 3)吐丝期； 4)抽雄期； 5)七叶期； 6)三叶期； 7)出苗期。
7.一种培育生育期缩短和/或果穗数增加的转基因玉米的方法，是降低目的玉米中权利要求I所述蛋白质的编码基因的表达，得到生育期短于所述目的玉米和/或果穗数多于所述目的玉米的转基因玉米；所述生育期为1)-7)中的至少一种: 1)成熟期； 2)乳熟期; 3)吐丝期； 4)抽雄期； 5)七叶期；6)三叶期； 7)出苗期。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于:所述降低目的玉米中权利要求1所述蛋白质的编码基因的表达是通过将如下式I所示的DNA片段导入所述目的玉米中实现的: SEQ正向-X-SEQ反向 式I ; 所述SEQ1^1是选自序列表中序列I且包括序列表中序列I第2172-2538位核苷酸所示的DNA片段； 所述SEQ的序列与所述序列反向互补； 所述X是所述SEQ1^1与所述间的间隔序列，在序列上，所述X与所述SEQ1向及所述SEQfi^1均不互补。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于:所述SEQ正向的核苷酸序列是序列I中第2172-2538位核苷酸。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于:所述式I所示的DNA片段通过重组表达载体pTCK303-ZmHUB2导入所述目的玉米；所述pTCK303_ZmHUB2按照包括如下步骤的方法构建:1)将序列2中第2172-2538位核苷酸的反向互补序列所示的DNA插在载体pTCK303的Spe I和Sac I位点间，得到的重组载体记作中间重组载体；2)将序列2中第2172-2538位核苷酸所示的DNA插在所述中间重组载体的Kpn I和BamH I位点间，得到重组载体pTCK303-ZmHUB2o`
【文档编号】C12N5/10GK103484436SQ201210191216
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2012年6月11日 优先权日:2012年6月11日
【发明者】王涛, 冷春旭, 董江丽, 王锐 申请人:中国农业大学