專利名稱：提高植物種子脂肪酸含量的轉(zhuǎn)錄因子及其編碼基因與應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種與提高植物種子脂肪酸含量相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子及其編碼基因與應(yīng)用，特別涉及一種來源于棉花的與提高植物種子脂肪酸含量相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子及其編碼基因與應(yīng)用。
背景技術(shù)：
棉花是我國重要的經(jīng)濟作物與油料作物。我國常年植棉600萬公頃，約產(chǎn)皮棉760萬噸、棉籽1300萬噸。作為棉花生產(chǎn)的主要副產(chǎn)品，棉籽富含油脂與蛋白(許紅霞，楊偉華，王延琴，周大云，匡猛，馮新愛。我國油用棉子質(zhì)量狀況分析。中國棉花，2009，36 (7) : 2-3)，剝殼后的棉仁脂肪含量30 % 40 %，可生產(chǎn)油脂。近年來，隨著世界油脂資源和能源資源的日益緊迫，棉籽油等油料作物的生產(chǎn)越來越受到重視，擴大油料作物的種植面積已經(jīng)成為解決我國油脂資源緊張的重要途徑。本著“不與糧食作物爭地”的 原則，為增加單位種植面積內(nèi)棉花種子的油脂含量，通過克隆調(diào)控植物脂肪酸合成的轉(zhuǎn)錄因子，應(yīng)用遺傳轉(zhuǎn)化手段導(dǎo)入棉花受體植株中，從而提高植物的脂肪酸含量，進而增加棉籽仁中的油脂含量，提高油料作物的油脂產(chǎn)量。這對增加我國油脂供應(yīng)具有重要經(jīng)濟效益與社會效益。通過利用轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控種子中脂肪酸合成等途徑相關(guān)的基因表達，從而提高脂肪酸含量與油脂含量的研究越來越受到重視。LECl編碼CCAAT結(jié)合因子HAP3亞基的同源物，是植物胚胎發(fā)育過程中重要的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子，Mu等(Mu et al. . LEAFY C0TYLED0N1 isa key regulator of fatty acid biosynthesis in Arabidopsis. 2008, 148(2):1042-1054)的研究表明，擬南芥LECl基因的過表達導(dǎo)致脂肪酸合成基因表達量整體水平的增加，在LECl過表達的轉(zhuǎn)基因植株中，超過58%已知的參與質(zhì)體脂肪酸合成途徑的酶基因表現(xiàn)出正調(diào)控。WRINKLEDl(WRIl)轉(zhuǎn)錄因子直接調(diào)控糖酵解和脂肪酸代謝過程，能提高脂肪酸合成相關(guān)基因的整體表達水平，提高脂肪酸和油脂含量(Baud et al. . WRINKLED lspecifies theregulatory action of LEAFY C0TYLED0N2towards fatty acid metabolism during seedmaturation in Arabidopsis, Plant Journal, 2007，50 (5) : 825-838)。在擬南芥中過表達Bnwril使種子的含油量增加了 10%-40%，進一步分析發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因擬南芥幼胚的細胞體積變大而非數(shù)量變多(Liu et al. . Increasing seed mass and oil content in transgenicArabidopsis by the overexpression of wril-like gene from Brassica napus. PlantPhysiology and Biochemistry, 2010，48:9-15)。但是，目前還沒有關(guān)于調(diào)控棉花脂肪酸含量的轉(zhuǎn)錄因子的研究。在國內(nèi)有關(guān)調(diào)節(jié)脂肪酸含量或成份的專利技術(shù)報道中，禹山林等(花生磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因及其編碼的蛋白質(zhì)以及克隆方法，申請?zhí)?00810002795. 4)公開了花生籽粒中脂肪酸脫飽和反應(yīng)過程中花生硬脂酰-載體蛋白脫飽和酶基因及其編碼蛋白質(zhì)，該基因的表達可以提高花生中不飽和脂肪酸的含量，并且還能增加花生的抗寒性。目前尚未見有棉花轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控脂肪酸含量或成份的具體技術(shù)發(fā)表。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種與提高植物種子脂肪酸含量相關(guān)的蛋白及其編碼基因與應(yīng)用，該蛋白具有轉(zhuǎn)錄因子功能。本發(fā)明所提供的蛋白質(zhì)，來源于棉花(Gossypiumhirsutum L.),名稱為GhDofI,是如下(a)或(b)(a)羧基端至少含有序列表中序列2的第161-315位氨基酸序列，并且從序列2的第161位開始，按照序列2的氨基酸序列方向序列2的氨基端延長，得到長度為155至315個氨基酸的任意一個蛋白片段；所述蛋白片段具有轉(zhuǎn)錄活性。(b)將(a)所限定的氨基酸序列經(jīng)過一個或幾個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加，且具有轉(zhuǎn)錄活性或與提高植物種子脂肪酸含量相關(guān)的由(a)所限定的氨基酸序列衍生的蛋白質(zhì)。 在本發(fā)明的中，所述蛋白質(zhì)具體為如下(C)或(d)(c)由序列表中序列2所示的氨基酸序列組成的蛋白質(zhì)；Cd)由序列表中序列2的第161-315位氨基酸序列組成的蛋白質(zhì)。序列表中序列2由315個氨基酸組成。為了便于所述蛋白質(zhì)的純化，可在由序列表中序列2或序列2的第161-315位的氣基酸殘基序列組成的蛋白質(zhì)的氣基末端或竣基末端連接上如下表所不的標簽。表標簽的序列
權(quán)利要求
1.蛋白質(zhì)，是如下(a)或(b) Ca)羧基端至少含有序列表中序列2的第161-315位氨基酸序列，并且從序列2的第.161位開始，按照序列2的氨基酸序列方向序列2的氨基端延長，得到長度為155至315個氨基酸的任意一個蛋白片段；所述蛋白片段具有轉(zhuǎn)錄活性； (b)將(a)所限定的氨基酸序列經(jīng)過一個或幾個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加，且具有轉(zhuǎn)錄活性或與提高植物種子脂肪酸含量相關(guān)的由(a)所限定的氨基酸序列衍生的蛋白質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的蛋白質(zhì)，其特征在于所述蛋白質(zhì)為如下(C)或(d) (C)由序列表中序列2所示的氨基酸序列組成的蛋白質(zhì)； Cd)由序列表中序列2的第161-315位氨基酸序列組成的蛋白質(zhì)。
3.編碼權(quán)利要求I或2所述蛋白質(zhì)的核酸分子。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的核酸分子，其特征在于所述核酸分子是編碼權(quán)利要求I或2所述蛋白質(zhì)的基因；所述基因是如下I)或2)或3): .1)3'端至少含有序列表中序列3的第578-1045位的核苷酸序列，并且從序列3的第.578位開始，按照序列3的核苷酸序列向序列3的5'端延長，和/或從序列3的第578位開始，按照序列3的核苷酸序列向序列3的3'端延長，得到長度為468至1249bp的任意一個DNA片段； .2)3'端至少含有序列表中序列I的第481-948位的核苷酸序列，并且從序列I的第.481位開始，按照序列I的核苷酸序列向序列I的5'端延長，得到長度為468至948bp的任意一個DNA片段； .3)與I)或2)限定的核苷酸序列具有75%或75%以上同源性，且與提高植物種子脂肪酸含量相關(guān)的DNA片段。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的核酸分子，其特征在于所述基因是如下4)-8)中的任一種 .4)編碼序列為序列表中序列I所示的DNA分子； .5)序列表中序列I所不的DNA分子； .6)序列表中序列I的第481-948位所示的DNA分子； .7)序列表中序列3所示的DNA分子； .8)序列表中序列3的第95-1153位所示的DNA分子。
6.含有權(quán)利要求2或3所述核酸分子的重組載體、表達盒、轉(zhuǎn)基因細胞系或重組菌。
7.權(quán)利要求I或2所述的蛋白質(zhì)，或權(quán)利要求3-5中任一所述的核酸分子，或權(quán)利要求.6所述的重組表達載體、表達盒或重組菌在如下al)或a2)中的應(yīng)用 al)調(diào)控植物種子脂肪酸含量； a2)選育種子脂肪酸含量高的植物品種。
8.一種培育種子脂肪酸含量提高的轉(zhuǎn)基因植物的方法，包括將編碼權(quán)利要求I或2所述蛋白質(zhì)的基因?qū)肽康闹参镏械牟襟E；所述轉(zhuǎn)基因植物與所述目的植物相比，種子脂肪酸含量提聞。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用，或權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所述植物為雙子葉植物或單子葉植物。
10.權(quán)利要求I或2所述蛋白質(zhì)在作為轉(zhuǎn)錄因子中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種與提高植物種子脂肪酸含量相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子及其編碼基因與應(yīng)用。本發(fā)明所提供的轉(zhuǎn)錄因子是如下(a)或(b)(a)羧基端至少含有序列表中序列2的第161-315位氨基酸序列，并且從序列2的第161位開始，按照序列2的氨基酸序列方向序列2的氨基端延長，得到長度為155至315個氨基酸的任意一個蛋白片段；所述蛋白片段具有轉(zhuǎn)錄活性；(b)將(a)所限定的氨基酸序列經(jīng)過一個或幾個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加，且具有轉(zhuǎn)錄活性或與提高植物種子脂肪酸含量相關(guān)的由(a)所限定的氨基酸序列衍生的蛋白質(zhì)。本發(fā)明所提供的轉(zhuǎn)錄因子GhDof1能夠顯著提高植物種子的脂肪酸含量，具備良好的應(yīng)用前景。
文檔編號A01H5/00GK102757488SQ201210205390
公開日2012年10月31日 申請日期2012年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月18日
發(fā)明者劉正杰, 華金平, 張園, 李玉華, 王玉美, 趙清翠, 趙鵬 申請人:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)