[發明專利]蠟梅CpCO-L2基因及其編碼的蛋白與應用

有效

• 申請號: 202011284281.X
• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號: CN112390867B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 李志能;肖建新;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;A01H5/02;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CpCO?L2基因及其編碼的蛋白與應用。本發明克隆得到蠟梅CpCO?L2基因的完整開放閱讀框1056bp，ORF框編碼351個氨基酸。該基因轉化擬南芥野生型后發現，轉基因單株的抽葶時間、第一朵花開放時間和第一個果莢形成時間均早于野生型WT，而蓮座葉數量少于WT，擬南芥內源開花基因CO、FT、TSF、SOC1、LFY、AP1的表達量均有不同程度的上調。結果表明，蠟梅CpCO?L2基因可能具有促進植株提前開花的功能。

技術領域

本發明屬于植物分子生物學領域，具體涉及蠟梅CpCO-L2基因、其編碼的蛋白和應用。

背景技術

蠟梅(Chimonanthus praecox)，屬于蠟梅科(Calycanthaecae)蠟梅屬(Chimonanthus)，是一種落葉灌木或者小喬木。蠟梅在我國具有悠久的栽培歷史，其花在霜雪寒天傲然開放，因花黃似蠟而得名；花朵濃香撲鼻、芳香宜人；同時其自然瓶插壽命較長，最長可達3-4周，因此具有較高的觀賞價值而深受人們喜愛。

高等植物的開花是其生長發育過程中至關重要的環節，是植物由營養生長向生殖生長轉化的關鍵過程，對植物的遺傳和繁殖的能力起決定性作用，對其個體和后代的發育也意義重大。隨著遺傳學與分子生物學技術的不斷發展與完善，從對擬南芥的全基因組序列測定的完成，再到金魚草中分離克隆得到一系列關于植物開花的基因，逐漸使研究植物成花的分子機理成為熱點話題。近年來，逐漸明確植物開花是一個受內部基因條件和外部環境條件的共同影響的復雜過程，對擬南芥成花誘導的分子機理研究表明存在因轉錄激活因子形成的基因調控網絡，其整合了多條開花途徑。目前已確定的開花遺傳途徑有光周期途徑(Photoperiod pathway)、自主途徑(Autonomous pathway)、抑制途徑(Inhibitionpathway)、春化途徑(Vernalization pathway)、赤霉素途徑(Gibberellins pathway)、溫度途徑(Ambient pathway)、年齡途徑(Age pathway)等。

光周期途徑是植物中較為保守且研究較為深入的一種開花機制，CO是光周期途徑的關鍵調控基因，其在長日照下促進開花，短日照下不影響開花。人們研究發現，CO基因不僅參與生物鐘的調控，也調控下游開花基因FT的表達。人們在其他物種中分離與克隆出許多CO同源基因，如水稻的Hd1、甜菜的BvCOL1、小麥的TaHd1以及衣藻的CrCO等，這些基因都在植物開花過程中發揮重要作用，且與CO的功能相似。

CO是植物開花光周期途徑中的關鍵基因，其主要是感知光信號與生物鐘信號，產生晝夜節律并促進開花。

Samach等利用轉融合表達載體35S::CO的擬南芥植株，發現轉基因植株的開花時間均較野生型提前，并且FT和SOC1的表達水平明顯上調，推測可能是CO接收光信號，并傳遞給開花基因FT和SOC1，誘導其表達，最終導致開花，證明FT和SOC1是CO的下游基因。Yamaguchi等發現另一基因TSF也受CO的影響，TSF與FT的同源性很高，其功能與FT高度相似，可促進植物開花。研究表明，在番茄中TCOL1能與HAP5結合，則推測CO是通過代替HAP2蛋白或者核因子NF-Y，再與細胞中的CCAAT-boxs相結合，從而誘導FT和TSF的表達。