[發(fā)明專利]控制白菜避蔭性反應(yīng)基因BrPHYB及其應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310032218.0
• 申請日: 2013-01-28
• 公開（公告）號: CN103114098A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋梅芳;張庶;楊建平;高建偉
• 申請（專利權(quán)）人: 山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C12N15/63;C07K14/415;A01H5/00
• 代理公司: 濟(jì)南金迪知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 王緒銀

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種控制白菜避蔭性反應(yīng)的基因，特別是一種調(diào)控白菜避蔭性反應(yīng)的BrPHYB基因及其應(yīng)用，屬于分子生物學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

白菜（Brassica?rapa?L.ssp.pekinensis）起源于中國，是我國乃至世界性的重要蔬菜作物之一。葉是白菜食用的最主要器官，提高白菜葉產(chǎn)量是目前開展白菜育種工作所要考慮的一個重要經(jīng)濟(jì)性狀。密植是增加光合作用面積的一項重要措施。但是，白菜在密植的情況下，植物與周圍植物競爭而植物會表現(xiàn)出避蔭性反應(yīng)，如：植株變高、減少分枝、節(jié)間伸長和開花加快等典型的性狀而導(dǎo)致減產(chǎn)，因此，修復(fù)白菜避蔭性反應(yīng)已經(jīng)成為一個重要的轉(zhuǎn)基因修復(fù)目標(biāo)。因此，找到控制白菜避蔭性反應(yīng)的基因并加以利用，將對白菜品質(zhì)的改良起到非常關(guān)鍵的作用。

植物接收光信號主要是由不同于光合作用的捕光色素的光受體來實現(xiàn)的。目前已知至少存在4類光受體:光敏色素、隱花色素、向光素以及UV-B光受體。其中，光敏色素主要吸收紅光以及遠(yuǎn)紅光（波長為00–750nm），隱花色素主要吸收藍(lán)光和UV-A（波長為320–500nm)，UV-B光受體主要吸收UV-B(282–320nm)（Wang，2004）。植物正是通過這些光受體,光才能與植物內(nèi)源的發(fā)育程序相互作用,調(diào)節(jié)相關(guān)基因的表達(dá)。

避蔭性研究機(jī)理表明，在遮蔭的情況下，紅光和遠(yuǎn)紅光的比例降低，光受體參與其中，研究擬南芥光敏色素突變體發(fā)現(xiàn)，PHYB突變體表現(xiàn)組成型典型的避蔭性反應(yīng)，包括植株變高、減少分枝、節(jié)間伸長和開花加快，白菜PHYB突變體也表現(xiàn)出明顯的反應(yīng)。除此以外，擬南芥CRY1、CRY2基因也參與避蔭性反應(yīng)。在光信號途徑中，除了光受體之外，其他的一些與光形態(tài)建成的相關(guān)因子，如：PIF4、PIF5、COP1基因均參與調(diào)節(jié)避蔭性反應(yīng)。同時，生長素、赤霉素以及油菜素內(nèi)酯信號途徑的相關(guān)基因也參與調(diào)節(jié)避蔭性反應(yīng)，因此，避蔭性反應(yīng)是多條途徑中多個基因共同作用的結(jié)果。

植物的光信號途徑能調(diào)節(jié)植物的避蔭性反應(yīng)，與產(chǎn)量等重要經(jīng)濟(jì)性狀密切相關(guān)，因此，如果能夠找到控制白菜避蔭性反應(yīng)的基因并加以利用，將對白菜品質(zhì)的改良起到非常關(guān)鍵的作用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種控制白菜避蔭性反應(yīng)的BrPHYB基因及其應(yīng)用。

一種控制白菜避蔭性反應(yīng)的BrPHYB基因，核苷酸序列如SEQ?ID?No.1所示。經(jīng)檢測，該基因全長為3519個堿基。

一種由上述BrPHYB基因編碼的多肽，氨基酸序列如SEQ?ID?No.2所示。

一種插入上述SEQ?ID?No.1所示核苷酸序列的重組載體。

上述BrPHYB基因在經(jīng)濟(jì)作物生產(chǎn)改良中的應(yīng)用。

有益效果

本發(fā)明從白菜中克隆了一個BrPHYB基因，并驗證了該基因具有抑制避蔭性反應(yīng)的功能，經(jīng)試驗，通過在缺失突變體中過表達(dá)該基因，可以獲得抑制避蔭性反應(yīng)和推遲開花的轉(zhuǎn)基因植株（如圖1和圖2所示）。本發(fā)明的基因可為培育農(nóng)作物新品種提供理論依據(jù)和基因來源。

附圖說明

圖1為在22℃、16小時光照/8小時黑暗下生長30天的擬南芥成苗照片；

其中：由左到右的圖片依次為：野生型擬南芥（Col）、擬南芥phyB缺失突變體（phyB-9）、phyB缺失突變體背景的超表達(dá)BrPHYB轉(zhuǎn)基因突變體（BrPHYB/phyB-9）和野生型背景的超表達(dá)BrPHYB轉(zhuǎn)基因突變體（BrPHYB/Col）。

圖2為在22℃、16小時光照/8小時黑暗下生長30天的擬南芥葉片大小及葉柄長度照片；

其中：由左到右的圖片依次為：野生型、擬南芥phyB缺失突變體、phyB缺失突變體背景的超表達(dá)BrPHYB轉(zhuǎn)基因突變體和野生型背景的超表達(dá)BrPHYB轉(zhuǎn)基因突變體。

圖3為在22℃、8小時光照/16小時黑暗下生長100天的擬南芥開花時間照片；

其中：由左到右的圖片依次為：野生型擬南芥（Col）、擬南芥phyB缺失突變體（phyB-9）、phyB缺失突變體背景的超表達(dá)擬南芥PHYB轉(zhuǎn)基因突變體（AtphyB/phyB-9），phyB缺失突變體背景的超表達(dá)BrPHYB轉(zhuǎn)基因突變體（BrPHYB/phyB-9）、野生型背景的超表達(dá)BrPHYB轉(zhuǎn)基因突變體（BrPHYB/Col）。

具體實施方式