[發明專利]蠟梅CpWRI-L4基因及其編碼的蛋白與應用

有效

• 申請號: 202011284273.5
• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號: CN112239493B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 李志能;徐智祥;眭順照;李名揚
• 申請（專利權）人: 西南大學
• 主分類號: C07K14/415
• 分類號: C07K14/415;C12N15/29;C12N15/82;A01H5/00;A01H5/10;A01H6/20
• 代理公司: 北京智為時代知識產權代理事務所(普通合伙) 11498
• 代理人: 王加嶺;楊靜

本發明涉及植物分子生物學領域，具體涉及蠟梅CpWRI?L4基因及其編碼的蛋白與應用。本發明克隆得到克隆得到蠟梅CpWRI?L4基因序列，序列長度為1203bp，包含1038bp的完整開放閱讀框。將構建好的過表達載體35S::CpWRI?L4對擬南芥花序進行浸染，發現單株的抽葶時間、第一朵花開放時間和第一個果莢出現時間均提前于野生型擬南芥植株；但是各過表達擬南芥植株的蓮座葉數量相對于WT植株顯著減少，株高也有明顯降低。對35S::CpWRI?L4/Col?0擬南芥不同植株開花途徑相關的內源基因進行表達分析時，發現CpWRI?L4在擬南芥中的異源表達使擬南芥的4個內源基因(FT、SOC1、AP1、LFY)上調。由此可以看出，該基因可以促進植物提前開花。

技術領域

本發明屬于植物分子生物學領域，具體涉及一個蠟梅CpWRI-L4基因、其編碼的蛋白和應用。

背景技術

蠟梅(C.praecox)，屬于蠟梅科(Calycanthaceae)蠟梅屬(ChimonanthusLindl.)，花香怡人，花色柔和淡雅，與山茶，水仙，白梅一起被稱為“雪中四友”。

APETALA2/ETHYLENE-RESPONSIVE ELEMENT-BINDING FACTOR(AP2/ERF)基因家族是一個龐大的基因家族，幾乎存在于所有的植物中，在植物生長發育過程中具有重要作用，該基因家族所有成員至少含有一個AP2/EREBP結構域(AP2 domain)。AP2/EREBP結構域是由60～70個氨基酸組成的具有1個兩親性的α-螺旋和三個β折疊結構組成的高度保守的DNA結合區。DNA結合區中有2個保守元件：一個是RAYD元件(RAYD element)，它是一段由42個左右的氨基酸組成的氨基酸序列，有可能參與蛋白與蛋白之間的作用；另一個是YRG元件(YRGelement)，它是一段由20個左右的氨基酸組成的高度保守氨基酸序列，已有研究證明YRG區參與同DNA的結合。

BasalANT亞組轉錄因子包括WRI1、WRI2、ADAP(WRI3)、WRI4等。相對于euANT亞組成員，basalANT亞組成員的蛋白序列中的前模體區域沒有WLGFSLS，PKLEDFLG和TFGQR這3個保守序列的插入，并且basalANT亞組成員的前模體區域一般只有44-81aa，比euANT亞組的R1結構域上游序列的長度(127-307aa)要短。BasalANT類基因與euANT類基因密切相關，但當前對轉錄因子basalANT的研究主要集中在油脂積累和胚胎發育以及相對應的代謝調控網絡。

AP2亞家族可以調控植株開花及參與花器官發育，花分生組織特征建立，參與調控種子整個生育期。WRI作為AP2亞家族的一員，也對植物的生長發育、花期調控等方面產生作用。過表達AtWRI1的擬南芥表現出不良的農藝性狀，生長受阻，生物量減少，但AtWRI1的缺失也會導致種子發芽和幼苗的發育受損。WRI1可以通過調控植物種子中與油脂的積累與儲存相關基因的表達來提高種子的油脂含量，為芽的發生提供潤滑從而促進種子的萌芽。擬南芥WRI1影響種子萌發和幼苗形態建成時的糖代謝過程，突變后導致萌發和形態建成延遲，但可被培養基中添加的糖緩解。Lee等發現WRI3在根，新興幼葉和花朵中表達，與野生型植物相比，WRI3基因敲除突變體品系的發芽效率更高，并且突變體幼苗的生長速度更快。超量表達PhWRIL1的矮牽牛植株嚴重矮化，幼苗生長受到抑制，PhWRIL1超量表達的轉基因植株葉片外植體的愈傷組織和芽的誘導與生長明顯減少。油菜中過量表達BnWRI1基因，在萌發的種子中可以顯著增加葉綠素含量，增加種子油分含量和轉基因品系中種子大小和重量。BnWRI1的過度表達導致糖酵解，脂肪酸合成，脂質組裝和開花的基因FT上調從而促進BnWRI1過表達植株花期提前，但對油菜的生長沒有明顯的副作用。