[發(fā)明專利]大豆開花基因ft2a-1及其編碼蛋白

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210534973.4
• 申請日: 2012-12-12
• 公開（公告）號(hào): CN102994516A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孔凡江;劉寶輝
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所
• 主分類號(hào): C12N15/29
• 分類號(hào): C12N15/29;C07K14/415
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 金永煥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及大豆開花基因ft2a-1及其編碼蛋白。

背景技術(shù)

大豆為人類提供重要的植物蛋白質(zhì)和油份。在世界范圍內(nèi)，北至高緯度的北歐瑞典和北美加拿大，南至巴西及阿根廷等廣泛區(qū)域內(nèi)均有大豆栽培，但單個(gè)品種或種質(zhì)資源一般適宜種植的緯度跨度較小，這種區(qū)域適應(yīng)性與大豆光周期和生育期基因或者數(shù)量性狀位點(diǎn)(Quantitative?Trait?Locus，QTL)密切相關(guān)。選育生態(tài)適應(yīng)性廣的優(yōu)良大豆品種是實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效大豆產(chǎn)業(yè)的根本途徑。但常規(guī)育種在廣適應(yīng)品種選育中進(jìn)展緩慢，利用分子育種手段有望定向調(diào)節(jié)大豆光周期和生育期，加快廣適應(yīng)品種的選育。模式植物擬南芥和水稻的研究結(jié)果表明，開花素(Florigen，F(xiàn)T蛋白)從葉片轉(zhuǎn)運(yùn)到莖尖誘導(dǎo)花的形成(Corbesier等，2007；Tamaki等，2007)。我們從大豆中克隆了10個(gè)FT基因，這10個(gè)基因成對的復(fù)制在大豆連鎖群上。基因表達(dá)分析的結(jié)果顯示，在開花誘導(dǎo)條件即短日照條件下，有兩個(gè)FT基因(GmFT2a和GmFT5a)在花芽形成期(25～30天左右)，在三出復(fù)葉中大量表達(dá)，而其他基因表達(dá)量極低或者不表達(dá)。并且這兩個(gè)基因呈現(xiàn)生物鐘規(guī)律的基因表達(dá)類型，在光照開始4個(gè)小時(shí)表達(dá)強(qiáng)度最高之后逐漸減弱。在非誘導(dǎo)的長日照條件下，只有一個(gè)FT基因(GmFT5a)相對表達(dá)，從而導(dǎo)致了在此條件下大豆開花期較晚，生育期延長。利用大豆光敏色素A基因的雙突變體(Harosoy-e3e4)研究則發(fā)現(xiàn)，在長日照條件下，Harosoy-e3e4的開花期與其野生型植株在短日照條件下的開花期一致。而且，在雙突變體中，在花芽形成期，GmFT2a和GmFT5a的表達(dá)被大量誘導(dǎo)而且呈現(xiàn)與短日照完全相同的生物鐘規(guī)律的基因表達(dá)。這些研究結(jié)果從分子水平上初步揭示了大豆開花期和生育期的分子機(jī)理，即(1)在誘導(dǎo)的短日照條件下，有兩個(gè)FT基因參與表達(dá)導(dǎo)致花期很短，然而在非誘導(dǎo)的長日照條件下，只有一個(gè)FT基因參與表達(dá)從而導(dǎo)致開花期變長；(2)大豆經(jīng)過自身進(jìn)化使光敏色素A基因失活來適應(yīng)在高緯度區(qū)域生存，而這一進(jìn)化過程又是最終通過調(diào)控兩個(gè)大豆中主要的FT基因表達(dá)來實(shí)現(xiàn)的；(3)在長日照條件下，長日照植物擬南芥的光敏色素A基因誘導(dǎo)FT基因的表達(dá)，而短日照植物大豆的光敏色素A基因卻抑制FT基因的表達(dá)，說明短日照植物含有與長日照植物不同的光周期反應(yīng)調(diào)控機(jī)制(Kong等2010)。此外，通過大豆遺傳轉(zhuǎn)化技術(shù)，研究者進(jìn)一步驗(yàn)證了GmFT2a具有大豆開花促進(jìn)功能(Sun等2011)。但是，GmFT2a基因的突變?nèi)绾斡绊懼蠖股?開花期及成熟期)是一個(gè)非常重要的科學(xué)問題，目前還沒有在分子水平上的相關(guān)研究報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供大豆開花基因ft2a-1及其編碼蛋白。

本發(fā)明的大豆開花基因ft2a-1的基因序列如序列表Seq?ID?No：1所示。

本發(fā)明的大豆開花基因ft2a-1的編碼蛋白的氨基酸序列如序列表Seq?ID?No：2所示。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明是在克隆出大豆開花基因GmFT2a(Kong等2010)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對GmFT2a基因序列進(jìn)行深入系統(tǒng)的研究。我們已證實(shí)GmFT2a基因具有促進(jìn)大豆開花的功能。本發(fā)明對不同品種中GmFT2a基因序列進(jìn)行了研究，并確定了ft2a-1基因，其對大豆生育期關(guān)系密切。

ft2a-1基因與大豆開花基因GmFT2a(Kong等2010)相比，兩者的序列在DNA水平的僅有一個(gè)核苷酸(506號(hào))差異，但導(dǎo)致氨基酸序列169位從甘氨酸到天冬氨酸的錯(cuò)義突變，從而改變了原來GmFT2a基因的功能。擬南芥的遺傳轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)表明，本發(fā)明的ft2a-1基因與大豆開花基因GmFT2a相比，其促進(jìn)開花的功能明顯減弱。

附圖說明

圖1是pMDC100IG-ft2a-1質(zhì)粒表達(dá)載體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是轉(zhuǎn)入ft2a-1基因和轉(zhuǎn)入GmFT2a基因擬南芥以及野生型擬南芥的開花時(shí)間圖；其中，Col-0為野生型擬南芥，GmFT2a-OX為轉(zhuǎn)入GmFT2a基因后的擬南芥，ft2a-1-OX為轉(zhuǎn)入ft2a-1基因后的擬南芥。

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施方式一：本實(shí)施方式的大豆開花基因ft2a-1的基因序列如序列表Seq?ID?No：1所示。

本實(shí)施方式對不同品種中GmFT2a基因序列進(jìn)行了研究，并確定了ft2a-1基因，其對大豆生育期關(guān)系密切。