[發明專利]植物SOSEKI類蛋白SOK2、編碼基因及應用

有效

• 申請號: 202011278349.3
• 申請日: 2020-11-16
• 公開（公告）號: CN112359044B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 付春祥;王亞梅;劉文文;吳振映;白史且;周傳恩;楊瑞娟;姜珊珊;王夢琦
• 申請（專利權）人: 中國科學院青島生物能源與過程研究所
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C07K14/415;C12N15/82;A01H6/46;A01H5/00
• 代理公司: 北京科家知識產權代理事務所(普通合伙) 11427
• 代理人: 梁正賢

本發明涉及植物SOSEKI類蛋白SOK2、編碼基因及應用，屬于植物基因工程技術領域，植物SOSEKI類蛋白SOK2氨基酸序列如SEQ ID NO.2所示，核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。本發明對植物SOSEKI類蛋白SOK2進行分子調控，不僅能夠延遲柳枝稷的開花時間、增加生物量，還能夠顯著降低柳枝稷細胞壁中木質素含量，提高可發酵糖產量。本發明所產生的轉基因能源植物能夠整合到常規育種項目中，為創制高產且可高效降解的能源植物新品種提供寶貴的種質資源。同時，所鑒定的植物SOSEKI類蛋白SOK2能夠為今后分子育種提供新的靶標，用于商業化能源植物產品的定向分子設計。

技術領域

本發明屬于植物基因工程技術領域，公開了一種涉及植物未知功能的SOSEKI類蛋白SOK2的編碼基因及其在增加植物生物量和可發酵糖產量方面的應用。

背景技術

由于全球人口數量的急劇增加，化石能源的過度消耗使得可再生能源開發成為必要。生物質能源具有資源豐富、環保清潔且可再生等特點，是目前最有前景的替代能源。生物質能源的開發研究多集中于生物柴油和生物乙醇兩大類，其中，生物乙醇的開發利用已逐步實現商業化。木質纖維素類是纖維素、半纖維素和木質素的統稱，是全球儲量最為豐富且環境友好的生物乙醇原料。柳枝稷(Panicumvirgatum L.)，屬于多年生C4高大草本植物，主要用作能源草和牧草，其生長迅速、生物量高、適應性廣、抗逆性強且環境友好，能夠在鹽堿、干旱及貧瘠的邊際土地上生長。作為一類重要的纖維生物質資源，增加其生物量和可發酵糖產量以提高柳枝稷生物質能的開發利用具有重要的實際應用價值。柳枝稷全基因組測序的完成、表達芯片數據庫的公布以及轉化體系的完善，為功能基因的挖掘和驗證提供了資源保證。

SOSEKI(SOK)蛋白是一類含有DIX-like功能域，并且在動植物進化中十分保守的蛋白。目前關于SOSEKI(SOK)類蛋白家族的功能研究尚不深入。除了參與細胞極性發育之外，研究表明AtSOK2還能夠調控春化后擬南芥的開花時間。AtSOK2位于開花時間負調控因子FLC同一條染色體的上游4.7kb，因此又稱為UPSTREAM OF FLC(UFC；At5g10150)。與FLC相類似，SOK2的表達水平也在植物春化后顯著下調。FLC和SOK2在不同擬南芥生態型的非春化植株中的表達變化是一致的，例如，與早花期生態型相比，晚花期生態型植株中FLC和SOK2的轉錄水平都更高。并且，這些基因表現出類似的發育調控表達模式：在萌發的種子中轉錄水平均較低，當第一對葉片出現前表達水平顯著增加。同樣地，在擬南芥晚花突變體中，FLC和SOK2也因不同的基因位點修飾協調調控植物開花時間(Finnegan et al,A Cluster ofArabidopsis Genes with a CoordinateResponse to an EnvironmentalStimulus.Current Biology,14:911-916)。目前，SOK基因及其蛋白在其它植物中功能研究較少。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于提供一種植物SOSEKI類蛋白SOK2編碼基因和其在增加植物生物量和可發酵糖產量方面的應用，以解決目前能源植物生物量及品質改良基因資源庫不足，不能同時滿足改良植株產量和細胞壁品質分子設計的需要的問題。

本發明是通過如下技術方案來實現的：

本發明的第一個目的是提供一種植物SOSEKI類蛋白SOK2的編碼基因；其核苷酸序列如SEQ ID NO.2所示。

本發明還提供所述基因編碼的SOSEKI類蛋白SOK2，其氨基酸序列SEQ ID NO.1所示。

本發明的第二個目的是提供含有植物SOSEKI類蛋白SOK2基因的重組載體pANIC6B-PvSOK2。

本發明的第三個目的是提供一種提高植物體內SOSEKI類蛋白SOK2表達水平的方法，所述方法利用目的二中構建的過量表達載體，提高柳枝稷體內SOK2表達水平。