[發(fā)明專利]大豆GmFTL3蛋白和GmFTL5蛋白及其應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010111911.3
• 申請(qǐng)日: 2010-02-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102146124A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-08-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 傅永福;張曉玫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所
• 主分類號(hào): C07K14/415
• 分類號(hào): C07K14/415;C12N15/29;C12N15/63;C12N1/15;C12N1/19;C12N1/21;C12N5/10;A01H5/00;A01H5/02
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 胡小永

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及基因工程領(lǐng)域，特別是涉及兩個(gè)大豆開(kāi)花基因、其編碼蛋白及其在植物光周期和開(kāi)花時(shí)間調(diào)節(jié)中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

大豆是重要的農(nóng)作物之一，是植物蛋白質(zhì)、食用油、生物柴油以及異黃酮和卵磷脂等次生代謝產(chǎn)物的重要來(lái)源。因?yàn)榇蠖故嵌倘罩参铮_(kāi)花受光周期的嚴(yán)格控制，因而不同區(qū)域間的優(yōu)異品種不能相互引種、生育期也受環(huán)境光周期的制約(Zhang等.，2008)。如果能降低大豆對(duì)光周期的敏感性，突破大豆開(kāi)花對(duì)光周期的限制，就能解決大豆的引種問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)各區(qū)域間優(yōu)質(zhì)品種的相互交換，豐富各地優(yōu)異種質(zhì)資源，調(diào)節(jié)大豆生育期，提高大豆產(chǎn)量和品質(zhì)。以往解決大豆光周期敏感性主要是通過(guò)雜交的方法獲得新品種，但是，這種育種方法具有對(duì)親本的依賴性強(qiáng)和周期長(zhǎng)等缺點(diǎn)，到目前為止尚未獲得大豆光周期廣適應(yīng)性品種。

對(duì)擬南芥等植物的研究表明，植物的光周期是受極其復(fù)雜的調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)控制的(Mouradov等.，2002；Turck等，2008)。但是，其中一個(gè)關(guān)鍵蛋白對(duì)開(kāi)花時(shí)間的調(diào)節(jié)起著至關(guān)重要的作用，它就是FloweringLocusT(簡(jiǎn)稱FT)，它在葉片中產(chǎn)生，通過(guò)維管組織系統(tǒng)運(yùn)輸?shù)缴L(zhǎng)點(diǎn)并誘導(dǎo)生長(zhǎng)點(diǎn)形成花(Blazquez?and?Weigel，2000；Lee等.，2000；Samach等，2000；Turck等，2008)。因而，F(xiàn)T蛋白被稱為成花素(Corbesier等，2007；Jaeger?and?Wigge，2007；Mathieu等，2007)。該成花素的表達(dá)可以降低植物對(duì)光周期的敏感性，促進(jìn)植物開(kāi)花。FT基因的功能在不同的植物中有報(bào)道(Bohlenius等，2006；Hsu等，2006；Yan等，2006；Corbesier等，2007；Jaeger?and?Wigge，2007；Lin等.，2007；Mathieu等，2007；Tamaki等，2007；Li?and?Dubcovsky，2008)，但在大豆FT基因的功能及其應(yīng)用未見(jiàn)報(bào)道。通過(guò)調(diào)節(jié)大豆開(kāi)花基因表達(dá)來(lái)改變植物對(duì)光周期的敏感性和開(kāi)花時(shí)間也沒(méi)有報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供兩個(gè)大豆開(kāi)花基因、其編碼蛋白及其在植物光周期和開(kāi)花時(shí)間調(diào)節(jié)中的應(yīng)用。包括(1)克隆兩個(gè)大豆開(kāi)花基因GmFTL3和GmFTL5；(2)提供基因及其編碼蛋白的序列；(3)提供這兩個(gè)基因在育種中的應(yīng)用，尤其是在調(diào)節(jié)植物光周期以及開(kāi)花時(shí)間中的應(yīng)用。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種大豆GmFTL3蛋白，其具有如SEQ?ID?No.1所示的氨基酸序列或該序列經(jīng)替換、缺失或添加一個(gè)或幾個(gè)氨基酸形成的具有同等功能的氨基酸序列，以及大豆GmFTL5蛋白，其具有如SEQ?ID?No.2所示的氨基酸序列或該序列經(jīng)替換、缺失或添加一個(gè)或幾個(gè)氨基酸形成的具有同等功能的氨基酸序列。

本發(fā)明還提供編碼上述的大豆GmFTL3蛋白和大豆GmFTL5蛋白的基因。編碼大豆GmFTL3蛋白的基因具有如SEQ?ID?No.3所示的核苷酸序列。編碼大豆GmFTL5蛋白的基因具有如SEQ?ID?No.4所示的核苷酸序列。

本發(fā)明的GmFTL3和GmFTL5(全稱為Glycine?max?FloweringLocus?T?Like?3和5)是從大豆墾農(nóng)18(Glycine?max?L.?Kennong?18)中克隆到的兩個(gè)基因，它們編碼蛋白的氨基酸序列之間的同源性為90.9％，與擬南芥FT蛋白的氨基酸序列之間的同源性分別為72.2％和71.6％。并且GmFTL3和GmFTL5蛋白與擬南芥FT具有相同的保守域。因此，GmFTL3和GmFTL5與擬南芥FT基因具有類似促進(jìn)開(kāi)花的功能。但是，GmFTL3和GmFTL5的蛋白質(zhì)序列與擬南芥FT蛋白有重要不同。在重要功能域中，大豆GmFTL3和GmFTL5的蛋白質(zhì)第131位氨基酸殘基為谷氨酸(E)，第150位氨基酸殘基是亮氨酸(L)，而擬南芥相應(yīng)部位是谷胺酰胺(Q)和異亮氨酸(I)。這些差異導(dǎo)致GmFTL3和GmFTL5的活性比擬南芥FT高。大豆GmFTL3和GmFTL5基因主要在開(kāi)花前期和開(kāi)花期的葉中表達(dá)。

本發(fā)明包括通過(guò)各種方法獲得的、如SEQ?ID?No.1和SEQ?IDNo.2所示的氨基酸序列或該序列經(jīng)替換、缺失或添加一個(gè)或幾個(gè)氨基酸形成的具有同等功能的衍生蛋白質(zhì)以及編碼這些衍生蛋白質(zhì)的基因。