專利名稱：一種與株型相關和/或與產量相關蛋白及其編碼基因與應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種與株型相關和/或與產量相關蛋白及其編碼基因與應用。
背景技術：
株型(plant type)，是指與作物品種產量能力有關的一組特征或植物體在空間的排列方式，即長勢長相。理想株型(Ideal plant type)亦稱為理想型(Ideotype)，指由有利植株光合作用、生長發育和籽粒產量的性狀所組成的理想化株型，它能最大限度地提高群體光能利用率，增加生物學產量和提高經濟系數等。有關水稻株型的研究，20世紀50年代末期，日本科學家角田重三郎從他對水稻、大豆、甘蔗等的研究實踐中總結出適于多肥集約栽培的品種應具有厚、小、直立且深綠色的葉片，短而堅韌的莖稈以及中等分蘗力的理想株型理論(角田重三郎.農業及園藝.1987，62(1) :25 四.)。不斷改良株型也是我國水稻超高產育種的基本經驗。從農家品種的高稈披葉型逐步改良為矮稈直葉型，從注重形態改良逐漸發展到形態和機能改良并重，不但改善了光能利用效率，增加了抗倒伏能力，還增強了水稻的生理功能。水稻葉片性狀是株型構成的重要因素，直接關系到葉片的光合面積和光能利用率，進而對產量產生重要影響，因此對葉型的研究是育種家、遺傳學家和分子生物學家共同關注的焦點之一，而葉片的寬度和卷曲情況是其中的重要組成部分。研究表明，水稻窄葉和卷葉性狀主要受質量性狀基因控制。
發明內容
本發明的一個目的是提供一種蛋白及其編碼基因。本發明所提供的蛋白，是如下a)或b)的蛋白質a)由SEQ ID NO 2所示的氨基酸序列組成的蛋白質；b)將SEQ ID NO 2所示的氨基酸序列經過一個或幾個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加且與植物株型相關和/或與產量相關的由a)衍生的蛋白質。所述蛋白的編碼基因為如下1)、2)、3)或4)的基因1)其核苷酸序列是SEQ ID NO :1中自5'末端第140-1201位核苷酸所示DNA分子；2)其核苷酸序列是SEQ ID NO 1所示DNA分子；3)在嚴格條件下與1)或2)限定的DNA序列雜交且編碼所述蛋白的DNA分子；4)與1)或2)限定的DNA序列具有90%以上的同源性且編碼所述蛋白的DNA分子。所述高嚴謹條件為在0. IXSSPE(或0. 1XSSC)、0. 1% SDS的溶液中，65°C條件下雜交并洗膜。為了使(a)中的蛋白便于純化，可在由序列表中SEQ ID NO :2所示的氨基酸序列組成的蛋白質的氨基末端或羧基末端連接上如表1所示的標簽。表1標簽的序列
權利要求
1.一種蛋白質，是如下a)或b)的蛋白質a)由SEQID NO :2所示的氨基酸序列組成的蛋白質；b)將SEQID NO :2所示的氨基酸序列經過一個或幾個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加且與植物株型相關和/或與產量相關的由a)衍生的蛋白質。
2.權利要求1所述蛋白質的編碼基因。
3.根據權利要求2所述的編碼基因，其特征在于所述蛋白的編碼基因為如下1)、2)、 3)或4)的基因1)其核苷酸序列是SEQID NO :1中自5'末端第140-1201位核苷酸所示DNA分子；2)其核苷酸序列是SEQID NO 1所示DNA分子；3)在嚴格條件下與1)或2)限定的DNA序列雜交且編碼所述蛋白的DNA分子；4)與1)或2)限定的DNA序列具有90%以上的同源性且編碼所述蛋白的DNA分子。
4.擴增權利要求2或3所述基因全長或其任意片段的引物對；或，所述引物對中的一條引物序列如SEQ ID NO 3所示，所述引物對中的另一條引物序列如SEQ ID NO 4所示。
5.含有權利要求2或3所述編碼基因的重組載體、重組菌、轉基因細胞系或表達盒；或，所述重組載體是將權利要求2或3所述編碼基因插入載體pCAMBIA2300-Actin的多克隆位點得到的。
6.權利要求2或3所述編碼基因在改良植物株型和/或改良產量表型和/或提高產量中的應用，或權利要求1所述蛋白質在改良植物株型和/或改良產量表型和/或提高產量中的應用。
7.一種改良植物株型和/或改良產量表型和/或提高產量的方法，為如下1)或2)或 3)所述1)向出發植物中導入權利要求2或3所述編碼基因，得到與出發植物相比株型改良的目的植物；2)向出發植物中導入權利要求2或3所述編碼基因，得到與出發植物相比產量表型改良的目的植物；3)向出發植物中導入權利要求2或3所述編碼基因，得到與出發植物相比產量提高的目的植物。
8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于權利要求2或3所述編碼基因是通過權利要求5中所述重組載體導入的。
9.根據權利要求6所述的應用或權利要求7或8所述的方法，其特征在于所述株型改良為目的植物的植株主莖高大于出發植物、目的植物的植株葉片寬大于出發植物，和/或目的植物的植株葉片長大于出發植物；所述產量表型改良為目的植物的植株主穗長大于出發植物和/或目的植物的植株主穗粒數多于出發植物。
10.根據權利要求6所述的應用或權利要求7-9中任一所述的方法，其特征在于所述出發植物為單子葉植物；所述單子葉植物為水稻；所述水稻為水稻突變體nail。
全文摘要
本發明公開了一種與株型相關和/或產量相關蛋白及其編碼基因與應用。該蛋白是如下a)或b)的蛋白質a)由SEQ ID NO2所示的氨基酸序列組成的蛋白質；b)將SEQ ID NO2所示的氨基酸序列經過一個或幾個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加且與植物株型相關和/或與產量相關的由a)衍生的蛋白質。實驗證明，向水稻突變體nall中導入本發明基因后，得到的轉基因植株的株型得到明顯改良，具體表現在植株主莖高大于突變體nall、植株主穗長大于突變體nall、植株主穗粒數多于突變體nall、植株葉片寬大于突變體nall、植株葉片長大于突變體nall。株型改良后的植株的水稻產量會提高。本發明基因在植物的遺傳育種領域、提高作物產量領域將有廣闊的應用前景。
文檔編號C07K14/415GK102234329SQ201010168600
公開日2011年11月9日 申請日期2010年5月4日 優先權日2010年5月4日
發明者劉小強, 孫加強, 李傳友, 李淑鈺, 王保, 蔣紅玲 申請人:中國科學院遺傳與發育生物學研究所