[發明專利]一種提高植物種子脂肪酸含量的轉錄因子及其應用

有效

• 申請號: 201210206588.7
• 申請日: 2012-06-18
• 公開（公告）號: CN102786587A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發明（設計）人: 華金平;劉正杰;張園;趙鵬;趙清翠;李玉華;王玉美
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: C07K14/415
• 分類號: C07K14/415;C12N15/29;C12N15/63;C12N5/10;C12N1/19;C12N1/21;C12N15/82;C12N15/84;A01H5/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢;任鳳華

技術領域

本發明涉及一種與提高植物種子脂肪酸含量相關的轉錄因子及其編碼基因與應用，特別涉及一種來源于棉花的與提高植物種子脂肪酸含量相關的轉錄因子及其編碼基因與應用。

背景技術

棉花是我國重要的經濟作物與油料作物。我國常年植棉600萬公頃，約產皮棉760萬噸、棉籽1300萬噸。作為棉花生產的主要副產品，棉籽富含油脂與蛋白（許紅霞,楊偉華,王延琴,周大云,匡猛,馮新愛。我國油用棉子質量狀況分析。中國棉花,2009,36(7):2-3），剝殼后的棉仁脂肪含量30％～40％，可生產油脂。近年來，隨著世界油脂資源和能源資源的日益緊迫，棉籽油等油料作物的生產越來越受到重視，擴大油料作物的種植面積已經成為解決我國油脂資源緊張的重要途徑。本著“不與糧食作物爭地”的原則，為增加單位種植面積內棉花種子的油脂含量，通過克隆調控植物脂肪酸合成的轉錄因子，應用遺傳轉化手段導入棉花受體植株中，從而提高植物的脂肪酸含量，進而增加棉籽仁中的油脂含量，提高油料作物的油脂產量。這對增加我國油脂供應具有重要經濟效益與社會效益。

通過利用轉錄因子調控種子中脂肪酸合成等途徑相關的基因表達，從而提高脂肪酸含量與油脂含量的研究越來越受到重視。LEC1編碼CCAAT結合因子HAP3亞基的同源物，是植物胚胎發育過程中重要的轉錄調節因子，Mu等（Mu?et?al..LEAFYCOTYLEDON1?is?a?key?regulator?of?fatty?acid?biosynthesis?in?Arabidopsis.2008,148(2):1042-1054）的研究表明，擬南芥LEC1基因的過表達導致脂肪酸合成基因表達量整體水平的增加，在LEC1過表達的轉基因植株中，超過58%已知的參與質體脂肪酸合成途徑的酶基因表現出正調控。WRINKLED1（WRI1）轉錄因子直接調控糖酵解和脂肪酸代謝過程，能提高脂肪酸合成相關基因的整體表達水平，提高脂肪酸和油脂含量（Baud?et?al..WRINKLED?1specifies?the?regulatory?action?of?LEAFY?COTYLEDON2towards?fatty?acid?metabolism?during?seed?maturation?in?Arabidopsis,Plant?Journal,2007,50(5):825-838）。在擬南芥中過表達Bnwri1使種子的含油量增加了10%-40%，進一步分析發現轉基因擬南芥幼胚的細胞體積變大而非數量變多（Liu?et?al..Increasing?seed?mass?and?oil?content?in?transgenic?Arabidopsis?by?the?overexpression?of?wri1-like?gene?from?Brassica?napus.Plant?Physiology?and?Biochemistry，2010,48:9-15）。但是，目前還沒有關于調控棉花脂肪酸含量的轉錄因子的研究。

在國內有關調節脂肪酸含量或成份的專利技術報道中，禹山林等（花生磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因及其編碼的蛋白質以及克隆方法，申請號：200810002795.4）公開了花生籽粒中脂肪酸脫飽和反應過程中花生硬脂酰-載體蛋白脫飽和酶基因及其編碼蛋白質，該基因的表達可以提高花生中不飽和脂肪酸的含量，并且還能增加花生的抗寒性。目前尚未見有棉花轉錄因子調控脂肪酸含量或成份的具體技術發表。

發明內容

本發明的目的是提供一種與提高植物種子脂肪酸含量相關的蛋白及其編碼基因與應用，該蛋白具有轉錄因子功能。

本發明所提供的蛋白質，來源于棉花（Gossypium?hirsutum?L.），名稱為GhWRI1,是如下（a）或（b）：

（a）羧基端至少含有序列表中序列2的第221-438位氨基酸序列，并且從序列2的第221位開始，按照序列2的氨基酸序列方向向序列2的氨基端延長，得到長度為218至438個氨基酸的任意一個蛋白片段；所述蛋白片段具有轉錄活性。

（b）將（a）所限定的氨基酸序列經過一個或幾個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加，且具有轉錄活性或與提高植物種子脂肪酸含量相關的由（a）所限定的氨基酸序列衍生的蛋白質。

在本發明的中，所述蛋白質具體為如下（c）或（d）：

（c）由序列表中序列2所示的氨基酸序列組成的蛋白質；

（d）由序列表中序列2的第221-438位氨基酸序列組成的蛋白質。

序列表中序列2由438個氨基酸組成。