[發明專利]金釵石斛DnFCA-β基因及其在調節植物生長發育中的應用

有效

• 申請號: 201410633207.2
• 申請日: 2014-11-11
• 公開（公告）號: CN104450732A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 梁山;曹孟艷;郭無瑕;李洪清
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C07K14/415;C12N15/82;A01H1/02;A01H5/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 郭煒綿

技術領域

本發明屬于基因工程領域，具體涉及金釵石斛DnFCA-β基因及其編碼的多肽，以及該基因和多肽在調節植物生長和開花中的應用。

背景技術

FCA是開花調控自主途徑的關鍵基因，對開花具有促進作用。1997年，Macknight等證實擬南芥AtFCA基因(At4g16280)轉錄后經過可變剪接或利用不同的3’多聚腺苷酸化位點(即3’加尾位點)進行選擇性加尾，獲得至少4種成熟轉錄本，其中AtFCA-β含量最高，達到55％；AtFCA-γ次之，約占35％；而AtFCA-δ和AtFCA-α含量較低(Macknight,et?al.,1997)。AtFCA-γ轉錄本包含了AtFCA基因所有外顯子的信息，通過組成型剪接的方式進行內含子剪接，同時利用最遠端的加尾位點進行3’多聚腺苷酸化；而AtFCA-β則是利用基因第3內含子也是最大的內含子內部的加尾位點而得的一個較短的轉錄本。從蛋白質結構上看，AtFCA-γ的N-端具有兩個RRM(RNA?Recognition?Motif)結構域，C-端為介導蛋白質互作的WW結構域；AtFCA-β僅在N-端具有一個RRM結構域，缺乏WW區域。

超表達自身AtFCA-γ時僅能令野生型擬南芥植株微弱提早開花，但能顯著補償fca-1突變體的晚花表型并使之提前開花，這證實了AtFCA-γ為開花調控網絡的成分(Macknight,et?al.,1997；Quesada,et?al.,2003)。AtFCA-γ功能缺失可引起擬南芥的單位根長上的側根數量顯著下降；而fca突變體經過春化后或轉入外源的有功能的AtFCA-γ時，上述根表型恢復到野生型狀態(Macknight,et?al.,2002)。此外，AtFCA-γ超表達也可引起葉片早衰、植株矮小等表型(Macknight,et?al.,2002)。以上成果表明，AtFCA-γ是擬南芥的開花調控因子，它也可能參與其它生長和發育過程的調控。

與AtFCA-γ不同，另一個轉錄本AtFCA-β被認為并不參與擬南芥的開花調控，它不能令野生型擬南芥提前或延遲開花，也不能補償fca-1突變體的晚花表型。Dean研究組認為，這個轉錄本可能承擔了周轉和平衡體內AtFCA-γ含量的作用(Macknight,et?al.,1997)。

金釵石斛是一種多年生的花卉和藥用植物，其悠長的幼年期和花期是限制其市場價值的瓶頸之一。金釵石斛的DnFCA-β基因編碼的氨基酸序列與擬南芥AtFCA-γ或β僅在N-端(第107-148號氨基酸)具有同源性，且不編碼完整的RRM結構域。其C-端氨基酸序列(第149-167號氨基酸)與物種的FCA蛋白均無同源性。

迄今為止，未發現有利用FCA-β對蘭科或其它植物進行生長發育和開花調控的相關報道。

發明內容

本發明的首要目的在于提供金釵石斛DnFCA-β基因。

本發明的另一目的在于提供上述的金釵石斛DnFCA-β基因編碼的多肽。

本發明的再一目的在于提供上述的DnFCA-β基因及多肽在調節植物生長和開花中的應用。

本發明的第四個目的在于提供上述的DnFCA-β基因在培育植物品種中的應用。

本發明的目的通過下述技術方案實現：

金釵石斛DnFCA-β基因，其核苷酸序列如SEQ?ID?NO:1所示。

金釵石斛DnFCA-β基因編碼的多肽，其氨基酸序列如SEQ?ID?NO:2所示。

上述的金釵石斛DnFCA-β基因，配合環境因素(如控制日照長度、赤霉素處理、低溫處理等)可以調節植物生長和開花。

上述的金釵石斛DnFCA-β基因可以用于培育植物新品種；諸如：將含有DnFCA-β基因的重組表達載體轉入到宿主植物中獲得具有改變了花期和其它性狀的轉基因植物品種；或以含有DnFCA-β基因的轉基因植株作為親本通過雜交技術選育新的品種；

所述的宿主植物、轉基因植株可以是蘭科植物、水稻、小麥或擬南芥；

所述的蘭科植物優選金釵石斛。

本發明相對于現有技術具有如下的優點及效果：

1、金釵石斛DnFCA-β基因可以使開花時間提前。以擬南芥為例，與非轉基因株系相比，轉入金釵石斛DnFCA-β基因的株系其蓮座葉數減少、第一朵花開放時間提前。