一种可应用于调节植物性状的转录因子的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种可应用于调节植物性状的转录因子，通过改变该转录因子在植物体内的表达，显著改良植物的株型、开花时间、收获器官如果实的成熟时间和大小。本发明的转录因子可应用于创造理想性状的植物。
【专利说明】—种可应用于调节植物性状的转录因子
【技术领域】
[0001]本发明属于生物技术和植物学领域；更具体地，本发明涉及一种可应用于调节植物性状的转录因子。
【背景技术】
[0002]自然情况下，基因自发或诱发突变的频率低，有益突变则更少；并且，某种植物可利用的种质资源由于受生殖隔离等特性的制约，而局限在非常有限的范围内，使植物的遗传改良在很大程度上受到了限制。目前现有技术中，植物遗传改良是以基因突变和有性杂交为基础的。
[0003]随着分子生物学的发展，人们对外源基因导入细胞及导人细胞后转化子的再生，进行了探索和研究，建立了切实可行的遗传转化体系，使得植物基因工程技术日臻完善。人们把基因工程技术应用于植物遗传改良，解决了常规遗传改良中存在的一些难题，逐步发展成为一种新的遗传改良手段，给植物遗传改良注入了新的活力。现代生物技术的飞速发展，使植物基因工程的研究硕果累累，给人类的生存与发展带来了新的希望和曙光。尽管植物基因工程在遗传改良中的应用仍然存在许多问题，但其应用价值越来越受到重视。通过植物基因工程技术 ，将外源遗传物质插入、整合到受体植物的基因组中，使其在后代植株中稳定地遗传和表达，从而使受体植物获得新的性状。
[0004]利用植物基因工程技术进行遗传改良，能够打破物种间的生殖隔离，使不同物种间遗传交流成为可能，为拓宽植物可利用基因库创造了条件:植物基因工程提供了新的创造变异的技术手段，大大缩短了植物遗传改良周期:同时用于基因工程遗传改良的基因大多研究得较为清楚，改良的植物目的性状明确，选择手段有效，使引发植物产生定向变异和进行定向选择成为可能:另外通过改良植物的一些关键性状，使原品种(系)的重要农艺性状在很大程度上得到提高。
[0005]转基因作物的推广将会缓解主要作物品质差、产量徘徊不前、病虫害逐年加重、水资源短缺、土壤退化、盐碱地、铝离子毒害及大量使用农药引起的环境污染等问题，为保障粮食安全、生态安全和提高农产品国际竞争力提供了强力技术支撑。
[0006]随着基因工程研究的不断深入，能够克隆到更多的新基因并且转基因技术会得到进一步完善，对多个基因进行定向操作也将成为可能，这在常规遗传改良中是难以实现的。然而，鉴于植物基因的多样性，本领域有必要进一步地从诸多基因中找到对于改变植物性状有关的基因，以用于创造理想的植物株型、改善植物营养成分以及果实性状。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种可应用于调节植物性状的转录因子。
[0008]在本发明的第一方面，提供一种调节植物性状的方法，所述方法包括:调节植物中S1ZFP2多肽的表达。
[0009]在一个优选例中，所述方法还包括后续步骤:从调节S1ZFP2多肽的表达后的植物中选择出相较对照植物而言性状获得调节的植物。
[0010]在另一优选例中，所述的植物选自:禾本科植物、茄科植物。
[0011]在另一优选例中，所述的禾本科植物选自:水稻、玉米、小麦、大麦、燕麦、黑麦、高梁。
[0012]在另一优选例中，所述的爺科植物选自:番爺、马铃薯、爺子、辣椒、烟草、枸杞。
[0013]在另一优选例中，所述的S1ZFP2多肽选自下组:(a)如SEQ ID N0:2氨基酸序列的多肽；(b)将SEQ ID NO:2氨基酸序列经过一个或多个(如1_20个；较佳地1_10 ;更佳地1-5个)氨基酸残基的取代、缺失或添加而形成的，且具有(a)多肽功能的由(a)衍生的多肽；或(c)与(a)限定的多肽序列有80%以上(较佳地85%以上，更佳地90%以上，如95%，98%，99%)同源性且具有(a)多肽功能的由(a)衍生的多肽。
[0014]在另一优选例中，所述方法包括:提高植物中S1ZFP2多肽的表达；从而:促进植物开花时间提前；推迟植物果实成熟时间；增加植物分枝或分蘖的数量；增加植物(较佳地为果浆类植物)果实中类胡萝卜素和/或番茄红素含量；降低植物植株的高度；降低植物种子的重量和/或减少植物种子数量(包括使植物不产生种子)；和/或促进植物叶片变小。
[0015]在另一优选例中，所述的方法包括:将编码S1ZFP2多肽的多核苷酸转入植物(如细胞、组织、器官或种子)，获得转化入所述多核苷酸的植物(如细胞、组织、器官或种子)。
[0016]在另一优选例中，所述的编码S1ZFP2多肽的多核苷酸的序列如SEQ ID N0:1，或是SEQ ID NO:1的简并的核苷酸序列，或是编码的多肽与SEQ ID NO:1所编码的多肽功能相同的核苷酸变异体。
[0017]在另一优选例中，将编码S1ZFP2多肽的多核苷酸转入植物的方法包括:
[0018](SI)提供携带表达载体的农杆菌，所述的表达载体含有多核苷酸，其编码S1ZFP2蛋白；
[0019](S2)将植物的细胞或组织或器官与步骤(SI)中的农杆菌接触，从而使所述的多核苷酸转入植物细胞、组织、器官或种子。
[0020]在另一优选例中，所述方法还包括:
[0021](S3)选择出转入了所述的多核苷酸的植物细胞、组织、器官或种子；和
[0022](S4)将步骤(S3)中的植物细胞、组织、器官或种子再生成植物。
[0023]在另一优选例中，所述的方法包括:
[0024](SI)提供携带表达载体的农杆菌，所述的表达载体含有多核苷酸，其编码S1ZFP2多肽；
[0025](S2)将植物的细胞或组织或器官与步骤(SI)中的农杆菌接触，从而使所述的多核苷酸转入植物细胞、组织、器官或种子。
[0026]在另一优选例中,所述方法包括:降低植物中S1ZFP2多肽的表达,从而:
[0027]减少植物分枝或分蘖的数量；和/或
[0028]降低植物(较佳地为果浆类植物)果实中类胡萝卜素和/或番茄红素含量。
[0029]在另一优选例中，所述降低植物中S1ZFP2多肽的表达包括:
[0030]将干扰所述S1ZFP2多肽的编码序列表达的干扰分子转入植物细胞、组织、器官或种子，从而下调植物中S1ZFP2多肽的表达。
[0031]在另一优选例中，所述降低植物中S1ZFP2多肽的表达的方法包括:[0032](i)提供携带可干扰基因表达的载体的农杆菌，所述的载体选自下组:
[0033](a)含有反方向启动的S1ZFP2基因或基因片段(反义分子)的载体；
[0034](b)含有可在植物体内形成特异性干扰S1ZFP2基因表达(或转录)的成分的干扰分子的载体；
[0035](ii)将植物的细胞、组织或器官与步骤(i)中的农杆菌接触，从而使所述载体转入植物细胞、组织或器官。
[0036]较佳地，所述方法还包括选择出转入了所述载体的植物细胞、组织或器官；和(iv)将步骤(iii)中的植物细胞、组织或器官再生成植物。
[0037]在本发明的另一方面，提供一种S1ZFP2多肽或其编码基因用途，用于调节植物性状。
[0038]在一个优选例中，所述的S1ZFP2多肽或其编码基因用于:促进植物开花时间提前；推迟植物果实成熟时间；增加植物分枝或分蘖的数量；增加植物(较佳地为果浆类植物)果实中类胡萝卜素和/或番茄红素含量；降低植物植株的高度；降低植物种子的重量和/或减少植物种子数量(包括使植物不产生种子)；促进植物叶片变小；和/或作为鉴定植物性状的分子标记。
[0039]在另一优选例中，若经检测植物组织中S1ZFP2多肽表达高于一个特定值(如野生型同一植物的平均S1ZFP2表达量的值)，则相对而言，所述植物开花时间提前；果实成熟时间推迟；分枝或分蘖的数量增加；果实中类胡萝卜素和/或番茄红素含量增加；植株的高度降低；种子的重量和/或数量减少或不产生种子；或植物叶片变小。若经检测植物组织中S1ZFP2多肽表达低于该特定值，则相对而言，所述植物的分枝或分蘖的数量减少；或果实中类胡萝卜素和/或番茄红素含量降低。
[0040]在本发明的另一方面，提供一种降低S1ZFP2多肽表达的物质的用途，用于:减少植物分枝或分蘖的数量；和/或降低植物(较佳地为果浆类植物)果实中类胡萝卜素和/
或番茄红素含量。
[0041]在另一优选例中，所述的降低S1ZFP2多肽表达的物质是干扰所述S1ZFP2基因表达的干扰分子。
[0042]在本发明的另一方面，提供一种干扰所述S1ZFP2基因表达的干扰分子，其含有式
(I)所示的结构:Seq正向-X-Seq反向式(I),
[0043]式(I)中，Seq正向为S1ZFP2基因片段(较佳地为SEQ ID NO:1中第334-723位所示的核苷酸序列)，为与补的多核苷酸；
[0044]X为位于Seq正向和Seq反向之间的间隔序列，并且所述间隔序列与Seq正向和Seq反向不互补。
[0045]在另一优选例中，式(I)所示的结构在转入植物细胞后，形成式(II)所示的二级结构:
[0046]
【权利要求】
1.一种调节植物性状的方法，其特征在于，所述方法包括:调节植物中S1ZFP2多肽的表达。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括后续步骤:从调节S1ZFP2多肽的表达后的植物中选择出相较对照植物而言性状获得调节的植物。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的植物选自:禾本科植物、茄科植物。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的S1ZFP2多肽选自下组: (a)如SEQID NO:2氨基酸序列的多肽； (b)将SEQID NO:2氨基酸序列经过一个或多个氨基酸残基的取代、缺失或添加而形成的，且具有(a)多肽功能的由(a)衍生的多肽；或 (C)与(a)限定的多肽序列有80%以上同源性且具有(a)多肽功能的由(a)衍生的多肽。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括:提高植物中S1ZFP2多肽的表达；从而: 促进植物开花时间提前； 推迟植物果实成熟时间； 增加植物分枝或分蘖的数量； 增加植物果实中类胡萝卜素和/或番茄红素含量； 降低植物植株的高度； 降低植物种子的重量和/或减少植物种子数量；和/或 促进植物叶片变小。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，包括:将编码S1ZFP2多肽的多核苷酸转入植物，获得转化入所述多核苷酸的植物。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，包括: (51)提供携带表达载体的农杆菌，所述的表达载体含有多核苷酸，其编码S1ZFP2多肽； (52)将植物的细胞或组织或器官与步骤(SI)中的农杆菌接触，从而使所述的多核苷酸转入植物细胞、组织、器官或种子。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括:降低植物中S1ZFP2多肽的表达，从而: 减少植物分枝或分蘖的数量；和/或 降低植物果实中类胡萝卜素和/或番茄红素含量。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述降低植物中S1ZFP2多肽的表达包括:将干扰所述S1ZFP2多肽的编码序列表达的干扰分子转入植物细胞、组织、器官或种子，从而下调植物中S1ZFP2多肽的表达。
10.一种S1ZFP2多肽或其编码基因用途，用于调节植物性状。
11.如权利要求10所述的用途，其特征在于，所述的S1ZFP2多肽或其编码基因用于: 促进植物开花时间提前； 推迟植物果实成熟时间； 增加植物分枝或分蘖的数量；增加植物果实中类胡萝卜素和/或番茄红素含量； 降低植物植株的高度； 降低植物种子的重量和/或减少植物种子数量； 促进植物叶片变小；和/或 作为鉴定植物性状的分子标记。
12.—种降低S1ZFP2多肽表达的物质的用途，用于: 减少植物分枝或分蘖的数量；和/或 降低植物果实中类胡萝卜素和/或番茄红素含量。
13.一种干扰所述S1ZFP2基因表达的干扰分子，其含有式(I)所示的结构: Seq正向Ueq反向式(I), 式⑴中，
S1ZFP2基因片段，Seqi^为与SeqttS补的多核苷酸； X为位于Seqtt和Seq&^^间的间隔序列，并且所述间隔序列与Seqtt和Seqg不互补。
14.一种载体，其特征在于，所述的载体含有权利要求13所述的干扰分子。
【文档编号】C12N15/29GK103966254SQ201310032971
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2013年1月29日 优先权日:2013年1月29日
【发明者】肖晗, 翁林 申请人:中国科学院上海生命科学研究院