[發明專利]一種橡膠樹HbAG基因及其應用

有效

• 申請號: 201710340166.1
• 申請日: 2017-05-15
• 公開（公告）號: CN106929518B
• 公開（公告）日: 2017-12-05
• 發明（設計）人: 位明明;王亞杰;李維國;黃華孫
• 申請（專利權）人: 中國熱帶農業科學院橡膠研究所
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C12N15/10;C12N15/82;C12N15/11;C07K14/415;A01H5/00
• 代理公司: 深圳市千納專利代理有限公司44218
• 代理人: 李平

技術領域

本發明生物技術領域，涉及一種橡膠樹HbAG基因及其應用。

背景技術

巴西橡膠樹俗稱橡膠樹，是中國熱帶地區重要的經濟作物，其生產的天然橡膠是關系到國計民生的戰略資源。隨著國內天然橡膠消費量的逐年增加，受種植條件和宜膠地的限制，提高橡膠樹單位面積產量迫在眉睫。橡膠樹屬多年生喬木，有性世代周期長，在橡膠樹新品種選育中存在花多果少，座果率偏低等問題，導致許多雜交組合不能成功組配，使得橡膠樹選育種效率受到很大限制，成為橡膠樹育種中亟待解決的問題之一。因此，深入研究橡膠樹花發育及生殖發育機理，旨在改變橡膠樹“繁花少實”的現象，提高其坐果率，可為橡膠樹優良雜交組合的配置提供理論基礎與技術手段。

在植物花器官及生殖發育中，AGAMOUS基因作為一類重要的轉錄因子基因家族，它們在植物的生長發育和信號轉導中起著關鍵性的調控作用，可以激活或抑制目的基因的轉錄表達，在植物生長發育和信號轉導中起著重要的、不可或缺的作用。如前人研究表明AGAMOUS基因主要參與調控開花時間、決定花器官的發育、影響果實的成熟、調節營養器官的發育、以及對外界信號的響應。

發明內容

本發明通過對不同發育時期的橡膠樹花器官進行轉錄組測序分析，結合RACE試驗和PCR分析，鑒定出一個橡膠樹花器官特征因子AGAMOUS(AG)基因，進一步對這個花器官特征因子HbAG基因進行生物信息學分析、進化樹分析、時空表達模式分析、亞細胞定位、以及轉基因功能驗證，顯示HbAG的過表達可導致植株矮小，使得營養生長期縮短，從而促進植株提前開花。

本發明的第一個方面是提供一種橡膠樹HbAG基因，其核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示。

本發明的第二個方面是提供一種蛋白質，其為本發明第一個方面所述的橡膠樹HbAG基因編碼的蛋白質，其氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示。

本發明的第三個方面是提供一種本發明第一個方面所述的橡膠樹HbAG基因的克隆方法，包括以下步驟：(1)從橡膠樹根、莖、莖尖、葉片、木質部、果實、花序、雄花和/或雌花組織中提取總RNA；(2)以總RNA為模板進行反轉錄獲得cDNA；(3)設計HbAG基因全長序列擴增引物對，進行PCR擴增，回收PCR產物，其中，HbAG基因全長序列擴增引物對的核苷酸序列如SEQ ID NO:3和SEQ ID NO:4所示；(4)PCR產物連接載體，轉化，測序，獲得HbAG基因基因片段。

本發明的第四個方面是提供如本發明第一個方面所述的橡膠樹HbAG基因在促進植株提前開花中的應用。

本發明的第五個方面是提供如本發明第一個方面所述的橡膠樹HbAG基因在培育提前開花植株中的應用。

本發明的第六個方面是提供一種表達載體，其含有本發明第一個方面所述的橡膠樹HbAG基因。

本發明的第七個方面是提供一種引物對，其核苷酸序列如SEQ ID NO:3和SEQ ID NO:4所示。該引物對可用于HbAG基因全長序列擴增。

本發明首次從橡膠樹中克隆得到HbAG基因，該基因屬于AG亞家族，參與花的發育、胚珠的形成和種子的成熟，執行D類基因功能。通過亞細胞定位分析表明該基因定位于細胞核，符合轉錄因子的特征。進一步將該基因轉到擬南芥中，獲得轉基因植株，發現轉基因植株出現開花時間明顯提前，營養生長時間短，以及植株矮化等表型，表明該基因在橡膠樹的花器官發育、以及生殖發育中起著重要的調控作用。將來利用HbAG基因對橡膠樹進行遺傳改良，可為縮短橡膠樹育種年限、提高育種效率提供有效的基因資源。

附圖說明

圖1為橡膠樹HbAG基因的ORF擴增電泳圖。

圖2為橡膠樹MADS-box基因外顯子-內含子結構，其中，CDSf片段是第一個外顯子，CDSi片段是中間的外顯子，CDSl片段是最后一個外顯子，刻度尺表示基因的長度，單位bp。

圖3為橡膠樹MADS-box基因的相對熒光定量表達分析結果，其中，Ro代表根、St代表莖、Stt代表莖尖、Le代表葉片、Ba代表樹皮、Xy代表木質部、La代表膠乳、Fr代表果實、HX3代表3cm花序、HX6代表6cm花序、HX9代表 9cm花序、HX12代表12cm花序、XR代表雄蕊、CR代表雌蕊。