[發明專利]利用水稻藍光受體隱花色素CRY1基因改良植物的形態建成

無效

• 申請號: 200610025709.2
• 申請日: 2006-04-14
• 公開（公告）號: CN101054585A
• 公開（公告）日: 2007-10-17
• 發明（設計）人: 楊洪全;張艷春;龔頌福
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海生命科學研究院
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C12N15/82;C12N15/62
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司
• 代理人: 徐迅

技術領域

本發明屬于生物技術和植物學領域，具體地說，本發明涉及藍光受體CRY1基因的用途，以及應用所述藍光受體CRY1基因來制備矮化的植物和增強植物光反應的方法。

背景技術

光是生命的產生和繁衍最重要的環境因子之一，光調控著植物自種子萌發一直到開花結實的整個生長發育過程。對于高等植物而言，它不僅是光合作用的能量來源，同時也是調節植物重要生命活動——光形態建成、光周期反應以及內在生物鐘節律性調節的信號來源。植物每時每刻都根據周圍光照時間長短、光照強度、光照周期等條件的變化，不斷調節自己生命活動過程，以最大限度地適應周圍的環境。

太陽光由七色光組成，其中最有效的光源是藍光，紅光和遠紅光。藍光要發揮其信號的調控作用，必須通過由藍光受體介導的信號傳導途徑來實現。在雙子葉模式植物擬南芥菜中，目前主要有四種藍光受體：CRY1，CRY2，PHOT1，PHOT2。其中，CRY1、CRY2在植物光形態建成、開花時間、花色素苷合成和生物節律性等重要生理過程中發揮重要的調控作用。

與雙子葉植物相比，在形態上，單子葉植物不具有下胚軸和子葉，而具有中胚軸和胚芽鞘。在開花調控方面，雙子葉模式植物擬南芥菜是長日照植物，而單子葉的模式植物水稻是短日照植物。因此在光形態建成及開花調控這兩個重要生理過程方面，雙子葉植物和單子葉植物具有一定的區別。

水稻、玉米、大麥、小麥、高粱等單子葉植物都是我國重要的糧食作物，改進它們的產量和品質對確保我國農業持續穩定發展有十分重要的戰略意義。但是，目前對于各種單子葉植物藍光受體功能及機理的研究還不清楚。因此，迫切需要找到可影響單子葉植物光形態建成、增強植株光反應且使植株矮化的方法，以改進一些糧食作物的產量，或者改良觀賞類和園林綠化類經濟植物如草坪草等。

發明內容

本發明的目的在于提供藍光受體CRY1基因的用途，用于：(i)制備矮化的植物；(ii)增強植物的光反應。

本發明的另一目的在于提供一種使植物矮化或增強植物光反應的方法。

本發明的另一目的在于提供一種制備具有組成型光形態建成表現型的植物的方法。

在本發明的第一方面，提供一種藍光受體CRY1基因的用途，用于：

(i)制備矮化的植物；或

(ii)增強植物的光反應。

在本發明的另一優選例中，所述矮化的植物是指：在種植條件、種植天數相同的前提下，比正常生長的同種類植物矮10％(更優選的為20％；最優選的為30％或大于30％)的植物。

在本發明的另一優選例中，所述的植物為單子葉植物。

在本發明的另一優選例中，所述的植物選自下組：

禾本科稻屬、禾本科大麥屬、禾本科羊茅族早熟禾屬、禾本科剪股穎族剪股穎屬、旋花科馬蹄金屬、豆科三葉草屬、桑科榕屬、棕櫚科散尾葵屬、或藍雪科補血草屬。

在本發明的另一優選例中，所述的植物為水稻。

在本發明的另一優選例中，所述的藍光受體CRY1基因是選自以下植物的藍光受體CRY1基因：禾本科稻屬、禾本科大麥屬、禾本科羊茅族早熟禾屬、禾本科剪股穎族剪股穎屬、旋花科馬蹄金屬、豆科三葉草屬、桑科榕屬、棕櫚科散尾葵屬、或藍雪科補血草屬。

在本發明的另一優選例中，所述的藍光受體CRY1基因為水稻的藍光基因受體OsCRY1a，或OsCRY1b。

在本發明的另一優選例中，所述藍光受體CRY1基因編碼全長的藍光受體CRY1蛋白或其功能區(即植物CRY1蛋白C-末端約180-260個氨基酸，更優選的，為植物CRY1蛋白C-末端約190-220個氨基酸)。

在本發明的另一優選例中，所述的藍光受體CRY1基因選自下組：

(a)編碼藍光受體CRY1蛋白功能區的核苷酸序列；

(b)具有SEQ?ID?NO：1所示的核苷酸序列；

(c)具有SEQ?ID?NO：2所示的核苷酸序列；

(d)具有SEQ?ID?NO：1第1494-2133位的核苷酸序列；

(e)具有SEQ?ID?NO：2第1494-2103位的核苷酸序列；或

(f)(a)-(e)任一基因與GUS基因的融合基因。

在本發明的第二方面，提供一種融合基因，包括第一部分和第二部分，其中，

所述的第一部分為：GUS基因；

所述的第二部分為：藍光受體CRY1基因。

在本發明的另一優選例中，所述的第一部分和第二部分之間還包括：3-30個核苷酸的連接序列。