專利名稱：一種調控植物落粒性的轉錄因子及其編碼基因與應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及調控植物落粒性狀的轉錄因子及其編碼基因與應用，特別是涉及一個來源于水稻的調控植物落粒性的轉錄因子及其編碼基因與其在調控植物落粒性狀中的應用。
背景技術：
野生稻的自然落粒性是其區別于栽培稻的最重要的特性之一。在野生稻中，當籽粒成熟時，籽粒會立即落下，這樣就可以避免被一些小動物(特別是鳥類)吃掉，從而為野生稻的正常繁衍提供了保證。在馴化過程中，野生稻的這種落粒習性被選擇掉了，這樣人類便能方便地收獲水稻籽粒，減少了產量損失。在栽培稻中，秈稻和秈稻在落粒性上存在著明顯的差異，一般而言，粳稻比秈稻難落粒；有些粳稻極難落粒，給收獲帶來極大不便，而有些秈稻很容易落粒，又造成產量上的很大損失。因此，如何調控落粒性來獲得落粒性適中的品種是一個重要的課題。同時，可將優良的落粒基因應用于一些易落粒作物，如草坪作物，從而提高種子的收獲量。
籽粒的脫落一般可分為兩步一、離區細胞的分化；二、脫落信號的啟動和離區細胞的分離。脫落信號包括很多種發育信號(如授粉)，環境信號(如旱、澇、高溫、低溫等)和生物脅迫信號(如病蟲的侵害)等。植物激素在脫落信號的傳導中起到重要作用。對許多植物的離區組織的研究結果表明乙烯是脫落的推動劑，而生長素是抑制劑，并且乙烯是保證植物脫落及時脫落的首要激素。水稻的落粒性與離層的發育密不可分，離層形成于外稃的基部，由一群細小的細胞組成。離層出現在抽穗期前，在抽穗期時離層的細胞的直徑達到最大(Jin，I.，Inouye，J.(1981).On the degreeof grain shedding of Japonica-Indica hybrid rice bred in Korea.Jpn.J.CropSci.50，181-185.)。秈稻中花梗的離層出現得早，明顯。目前，通過傳統的和現代分子生物學的方法對水稻的落粒性進行研究發現水稻的落粒性是由多個基因控制(Kennard，W.C.，Phillips，R.L.，Porter，R.A.(2002).Genetic dissectionof seed shattering，agronomic，and color traits in American wild rice(Zizaniapalustris var.interior L.)with a comparative map.Theor.Appl.Genet.105，1075-1086.；Thomson，M.J.，Tai，T.H.，McClum，A.M.，Lai，X.H.，Hinga，M.E.，Lobos，K.B.，Xu，Y.，Martinez，C.P.，McCouch，S.R.(2003).Mappingquantitative trait loci for yield，yield components and morphological traitsin an advanced backcross population between Oryza rufipogon and Oryza sativacultiar Jefferson.Theor.Appl.Genet.107，479-493.)，其中，位于第1染色體和第4染色體的兩個落粒基因起著主要作用(Cai，H.W.，Morishima，H.(2000).Genomic regions affecting seed shattering and seed dormancy in rice.Theor.Appl.Genet.100，840-846.)。這兩個基因都是顯性基因，第1染色體上的落粒基因已被證實控制水稻離層細胞的分裂，即控制脫落的第一步(Oba，S.，Sumi，N.，Fujimoto，F.，Yasue，T.(1995).Association between grain shattering habitand formation of abscission layer controlled by grain shattering gene sh-2in rice(Oryza sativa L.).Jpn.J.Crop Sci.64，607-615.；Watanabe，K.，Oba，S.，Horiuchi，T.(2003).Allelic test of rice shattering genes sh1 and sh2in an F sub(2)population derived from the cross between Momigaredatsu andDee-Geo-Woo-Gen(Oryza sativa L.)SABRAO J.Breed.Genet.35，57-64.)；本發明人經研究認為第4號染色體上的落粒基因的功能是控制脫落的第二步，即控制離層細胞的分離。

發明內容
本發明的目的是提供一個調控植物落粒性的轉錄因子。
本發明所提供的調控植物落粒性的轉錄因子，名稱為SHATTERING1(簡稱SHA1)，來源于云南元江野生稻(O.rufipogon Griff.)，具有下述氨基酸殘基序列之一1)序列表中的SEQ ID №1或SEQ ID №5；2)將序列表中SEQ ID №1或SEQ ID №5的氨基酸殘基序列經過一至十個氨基酸殘基的取代、缺失或添加且具有調控植物落粒性的蛋白質。
序列表中的SEQ ID №1和SEQ ID №5由390個氨基酸殘基組成，自氨基端(N端)第59-139位氨基酸殘基為Myb DNA-binding結構域，自氨基端第215-274位氨基酸殘基為富含脯氨酸區域(proline_rich region)。
編碼本發明調控植物落粒性的轉錄因子的基因(SHATTERING1，簡稱SHA1)，其cDNA是下述核苷酸序列之一1)序列表中SEQ ID №8或SEQ ID №9的DNA序列；2)編碼序列表中SEQ ID №1或SEQ ID №5的DNA序列；3)在高嚴謹條件下可與序列表中SEQ ID №8或SEQ ID №9限定的DNA序列雜交的核苷酸序列。
所述高嚴謹條件為在0.1×SSPE(或0.1×SSC)、0.1％SDS的溶液中，65℃條件下雜交并洗膜。
序列表中的SEQ ID №8由1173個堿基組成，其編碼序列為自5’端第1-1173位堿基，編碼具有序列表中SEQ ID №1的氨基酸殘基序列的蛋白質，自5’端第175-417位堿基編碼Myb DNA-binding結構域，自5’端第643-822位堿基編碼富含脯氨酸區域；序列表中的SEQ ID №9由1173個堿基組成，其編碼序列為自5’端第1-1173位堿基，編碼具有序列表中SEQ ID №5的氨基酸殘基序列的蛋白質，自5’端第175-417位堿基編碼Myb DNA-binding結構域，自5’端第643-822位堿基編碼富含脯氨酸區域。
其基因組基因，是下述核苷酸序列之一1)序列表中SEQ ID №6或SEQ ID №7的DNA序列；2)在高嚴謹條件下可與序列表中SEQ ID №6或SEQ ID №7限定的DNA序列雜交的核苷酸序列。
所述高嚴謹條件為在0.1×SSPE(或0.1×SSC)、0.1％SDS的溶液中，65℃條件下雜交并洗膜。
序列表中的SEQ ID №6由2037個堿基組成，自5′端第1-835位堿基為該基因組基因的第一個外顯子，自5′端第836-1699位堿基為該基因組基因的第一個內含子，自5′端第1700-2037位堿基為該基因組基因的第二個外顯子，自5′端第1-3位堿基為該基因組基因的起始密碼子ATG，自5′端第2035-2037位堿基為該基因組基因的終止密碼子TGA；序列表中的SEQ ID №7由2036個堿基組成，自5′端第1-835位堿基為該基因組基因的第一個外顯子，自5′端第836-1699位堿基為該基因組基因的第一個內含子，自5′端第1700-2036位堿基為該基因組基因的第二個外顯子，自5′端第1-3位堿基為該基因組基因的起始密碼子ATG，自5′端第2034-2036位堿基為該基因組基因的終止密碼子TGA。
含有本發明基因的表達載體、轉基因細胞系及宿主菌均屬于本發明的保護范圍。
擴增SHATTERING1中任一片段的引物對也在本發明的保護范圍之內。
本發明的另一個目的是提供一種調控植物落粒性的方法。
本發明所提供的調控植物落粒性的方法，是將所述編碼調控植物落粒性轉錄因子的基因SHATTERING1導入植物組織或細胞，植物落粒性獲得調控。
所述編碼調控植物落粒性轉錄因子的基因SHATTERING1可通過含有SHATTERING1的植物表達載體導入外植體；用于構建所述植物表達載體的出發載體可為任意一種雙元農桿菌載體或可用于植物微彈轟擊的載體等，如pBI121、pBin19、pCAMBIA2301、pCAMBIA1301、pCAMBIA1300或其它衍生植物表達載體。
使用SHATTERING1構建植物表達載體時，在其轉錄起始核苷酸前可加上任何一種增強型、組成型、組織特異型或誘導型啟動子，如花椰菜花葉病毒(CAMV)35S啟動子、泛生素基因Ubiquitin啟動子(pUbi)等，它們可單獨使用或與其它的植物啟動子結合使用；此外，使用本發明的基因構建植物表達載體時，還可使用增強子，包括翻譯增強子或轉錄增強子，這些增強子區域可以是ATG起始密碼子或鄰接區域起始密碼子等，但必需與編碼序列的閱讀框相同，以保證整個序列的正確翻譯。所述翻譯控制信號和起始密碼子的來源是廣泛的，可以是天然的，也可以是合成的。翻譯起始區域可以來自轉錄起始區域或結構基因。
為了便于對轉基因植物細胞或植物進行鑒定及篩選，可對所用植物表達載體進行加工，如加入可在植物中表達的編碼可產生顏色變化的酶或發光化合物的基因(GUS基因、GFP基因、螢光素酶基因等)、具有抗性的抗生素標記物(慶大霉素標記物、卡那霉素標記物等)或是抗化學試劑標記基因(如抗除莠劑基因)等。從轉基因植物的安全性考慮，可不加任何選擇性標記基因，直接以逆境篩選轉化植株。
攜帶有本發明編碼調控植物落粒性轉錄因子的基因SHATTERING1的植物表達載體可通過使用Ti質粒、Ri質粒、植物病毒載體、直接DNA轉化、微注射、電導、農桿菌介導等常規生物學方法轉化植物細胞或組織，并將轉化的植物細胞或組織培育成植株。被轉化的植物宿主可為草坪草、水稻、小麥、大豆、煙草、玉米、油菜、高粱、棉花、苜蓿、葡萄或番茄等植物。
本發明提供了一個調控植物落粒性的轉錄因子及其編碼基因。該轉錄因子及其編碼基因對于落粒分子機制的研究，以及培育落粒性提高的水稻、草坪草及其它作物新品種具有重要的理論及實際意義。本發明在農業領域具有廣闊的應用和市場前景。
下面結合具體實施例對本發明做進一步說明。


圖1為掃描電鏡下BC3F4-100-5和特青的籽粒脫落斷面的結構圖2為BC3F4-100-5和特青的表型圖3為BC3F4-100-5和特青的落粒率比較結果圖4為BC3F4-39-2和BC3F4-100-5的基因型示意5為SHA1的精細定位6為SHA1氨基酸殘基序列的BLAST分析結果圖7為普通野生稻、四個秈稻和四個粳稻中SHA1的多態性分析結果圖8為灌漿期云南元江野生稻SHA1的表達模式分析結果圖9為受粉后當天、第5天和第10天云南元江野生稻SHA1的表達模式分析結果
具體實施例方式
下述實施例中所用方法如無特別說明均為常規方法，所用引物及探針均由上海生工合成。
實施例1、野生稻落粒基因SHATTERING1的獲得首先構建一個以云南元江普通野生稻為供體，秈稻特青為受體，并含有383個單株的F2落粒分離群體，自然落粒的個體與不落粒個體的比例為293∶90，符合3∶1的比例，表明該落粒性狀受單基因控制，將此單基因命名為SHATTERING1(簡稱SHA1)；接著選擇了1個落粒株與特青進行回交構建了一個高代回交群體(命名為BC3)，為了精確描述這個落粒性狀，比較其中BC3F4-100-5株系和特青(表型見圖2)的落粒率，結果如圖3所示，特青的落粒率比BC3F4-100-5降低了近95倍，為了揭示兩者落粒率差異巨大的組織學上的原因，現對兩者的離層組織進行了掃描電鏡觀察，如圖1所示(A和A1為BC3F4-100-5，B和B1為特青)。在授粉后14天，BC3F4-100-5的籽粒便開始脫落，而特青的籽粒則需人為施加外力才能脫落，通過觀察自然脫落和人為施加外力脫落的籽粒斷面后發現BC3F4-100-5和特青均能產生離層，所不同的是特青離層細胞壁的強度比前者要大，在施加外力拉花梗時，可將副護穎連同花梗一并扯下，表明離層細胞壁的變異是兩者落粒率差異巨大的原因。
為分離SHATTERING1，首先選擇BC3F4-39-2，BC3F4-100-5這兩個落粒系，兩個系在落粒率和其它性狀上均表現一致，并且在第4染色體的長臂端上均有元江普通野生稻的滲入片段(基因型見圖4)，這個片段位于RM348和RM131之間，因此推測SHA1位于第4號染色體上RM348與RM131之間。為了進一步定位這個基因，現以BC3F4-100-5為父本，特青為母本，構建一個大約包含15,000個體的F2群體，從中選擇3089個表現為不落粒的個體用于定位。由于RM348與RM131的多態性較差，分別在這兩個標記附近找到兩個多態性好的標記SP33和RM1113用于定位，標記分析結果表明這兩個標記與SHA1緊密連鎖，并將其卡于這兩個標記之間。接著我們又將SHA1定位于RM6441與RM1113之間，然后根據OSJNBa0043A12這個BAC克隆序列開發出三個標記19E，19K，19Q，并將這個基因壓縮在大約50Kb的范圍內。為了繼續精細定位這個基因，利用19Q(正向引物F5’-AGACGTGAATGTACGGTAAC-3’；反向引物R5’-CTTGAGGGATACAACCTTAC-3’)與RM1113(正向引物F5’-CGAAAGGTCGGCATCTTTC-3’；反向引物R5’-ATGGCAATGATACGG AGGAG-3’)作為探針，從構建的元江普通野生稻BAC文庫中篩選到一個覆蓋了從19Q到RM1113這一區段的BAC克隆，命名為B-17-14-10。再用Shot-gun方法對B-17-14-10測序后，開發出了兩個標記P1(正向引物F5’-GTGTGTGGTGTGAATGATCG-3’；反向引物R5’-CACCCGAGAAGAAAAAACGC-3’)和P2(正向引物F5’-CCCAGGTTGGGTCTTATCTG-3’；反向引物R5’-AAGTGCAGCCATGGCTTTCC-3’)，最終將SHA1精細定位在5.5Kb的范圍內，其精確定位見圖5。在對這一區段注釋后僅發現一個開放閱讀框(ORF)，具有序列表中的SEQ ID №8的核苷酸序列，由1173個堿基組成，編碼具有序列表中SEQID №1的氨基酸殘基序列的蛋白質，序列表中的SEQ ID №1由390個氨基酸殘基組成，將該蛋白命名為SHATTERING1(簡稱SHA1)。該新蛋白擁有一個MybDNA-binding結構域和一個富含脯氨酸區域(proline_rich region)，分別位于自氨基端第59-139位氨基酸殘基之間和自氨基端第215-274位氨基酸殘基之間。對該蛋白的氨基酸殘基序列進行BLAST分析(YD2-65、IRGC100204、YD2-0225和特青(Teqing)中相應蛋白的氨基酸殘基序列分別為序列表中的SEQ ID №2、3、4、5)，分析結果如圖6所示，該新蛋白與擬南芥中的一個表達蛋白(序列號Atlg31310)高度同源。為了確認這個預測基因是否為目的基因，現比較四個普通野生稻(rufipogon)、四個秈稻(indica)和四個粳稻(japonica)中該假定基因的全長序列后發現了18個多態性位點，其中僅有一個單核苷酸(SNP1)多態性位點能夠導致氨基酸殘基的變化，并且能將野生型和突變型的這個等位點加以區分，見如圖7中的圖A。繼續比較15個野生稻、23個秈稻和19個粳稻這個SNP1所在區域的序列后證實SNP1完全與這個野生稻野生型和栽培稻的突變型等位點保持一致，即野生型為G，突變型為T，分析結果見圖7中的圖B，充分說明該基因就是目的基因。通過比較SHA1的基因組DNA和cDNA，野生型稻SHA1的基因組基因具有序列表中SEQ ID №6的核苷酸序列，栽培稻SHA1的基因組基因具有序列表中SEQ ID №7的核苷酸序列，序列表中的SEQ ID№6由2037個堿基組成，自5′端第1-835位堿基為該基因組基因的第一個外顯子，自5′端第836-1699位堿基為該基因組基因的第一個內含子，自5′端第1700-2037位堿基為該基因組基因的第二個外顯子，自5′端第1-3位堿基為該基因組基因的起始密碼子ATG，自5′端第2035-2037位堿基為該基因組基因的終止密碼子TGA；序列表中的SEQ ID №7由2036個堿基組成，自5′端第1-835位堿基為該基因組基因的第一個外顯子，自5′端第836-1699位堿基為該基因組基因的第一個內含子，自5′端第1700-2036位堿基為該基因組基因的第二個外顯子，自5′端第1-3位堿基為該基因組基因的起始密碼子ATG，自5′端第2034-2036位堿基為該基因組基因的終止密碼子TGA，SNP1(AAG→AAT，自5’端第235-237位堿基)位于第一個外顯子上，導致在Myb DNA-binding結構域內發生了由賴氨酸(K)到天冬氨酸(N)的變化，栽培稻SHA1的cDNA具有序列表中的SEQ ID №9的核苷酸序列，由1173個堿基組成，編碼具有序列表中SEQ ID №5的氨基酸殘基序列的蛋白質，序列表中的SEQ ID №5由390個氨基酸殘基組成。
實施例2、SHA1的表達模式分析分別在灌漿期，授粉后當天、第5天、第10天提取云南元江野生稻葉、莖、根的RNA，用RT-PCR法分析SHA1在穗子、葉、莖、根中表達情況，所用引物為SP(正向引物F5’-CAGAACCAGTGCAATGACAAGTGGGACAAC-3’；反向引物R5’-ATAATCCGATGCCTCGATCCATGCATCTCC-3’)，以ACTIN為對照，灌漿期的檢測結果如圖8中所示(泳道P為花梗(帶有離層)，泳道R為根，泳道C為莖桿，泳道FL為旗葉)，在灌漿期，SHA1在花梗(帶有離層)中高表達，而在葉、莖、根中幾乎不表達；授粉后當天、第5天和第10天的檢測結果如圖9所示(W為元江野生稻，M為特青)，在水稻籽粒的發育過程中，授粉后第5天，SHA1在花梗中的表達量達到最高，而在授粉當天和授粉后第10天SHA1的表達量都很低。上述表達模式在野生型和突變型植株上是一致的。結合實施例1中的掃描電鏡的觀察結果，可以確認SHA1是一個控制落粒離層細胞壁發育的轉錄因子。
序列表<160>9<210>1<211>390<212>PRT<213>云南元江野生稻(O.rufipogon Griff.)<400>1Met Ser Gly Ser Ser Ala Asp Pro Ser Pro Ser Ala Ser Thr Ala Gly1 5 10 15Ala Ala Val Ser Pro Leu Ala Leu Leu Arg Ala His Gly His Gly His20 25 30Gly His Leu Thr Ala Thr Pro Pro Ser Gly Ala Thr Gly Pro Ala Pro35 40 45Pro Pro Pro Ser Pro Ala Ser Gly Ser Ala Pro Arg Asp Tyr Arg Lys50 55 60Gly Asn Trp Thr Leu His Glu Thr Leu Ile Leu Ile Thr Ala Lys Arg65 70 75 80Leu Asp Asp Asp Arg Arg Ala Gly Val Gly Gly Ala Ala Ala Gly Gly85 90 95Gly Gly Ala Gly Ser Pro Pro Thr Pro Arg Ser Ala Glu Gln Arg Trp100 105 110Lys Trp Val Glu Asn Tyr Cys Trp Lys Asn Gly Cys Leu Arg Ser Gln115 120 125Asn Gln Cys Asn Asp Lys Trp Asp Asn Leu Leu Arg Asp Tyr Lys Lys130 135 140Val Arg Asp Tyr Glu Ser Arg Val Ala Ala Ala Ala Ala Thr Gly Gly145 150 155 160Ala Ala Ala Ala Asn Ser Ala Pro Leu Pro Ser Tyr Trp Thr Met Glu165 170 175
Arg His Glu Arg Lys Asp Cys Asn Leu Pro Thr Asn Leu Ala Pro Glu180 185 190Val Tyr Asp Ala Leu Ser Glu Val Leu Ser Arg Arg Ala Ala Arg Arg195 200 205Gly Gly Ala Thr Ile Ala Pro Thr Pro Pro Pro Pro Pro Leu Ala Leu210 215 220Pro Leu Pro Pro Pro Pro Pro Pro Ser Pro Pro Lys Pro Leu Val Ala225 230 235 240Gln Gln Gln His His His His Gly His His His His Pro Pro Pro Pro245 250 255Gln Pro Pro Pro Ser Ser Leu Gln Leu Pro Pro Ala Val Val Ala Pro260 265 270Pro Pro Ala Ser Val Ser Ala Glu Glu Glu Met Ser Gly Ser Ser Glu275 280 285Ser Gly Glu Glu Glu Glu Gly Ser Gly Gly Glu Pro Glu Ala Lys Arg290 295 300Arg Arg Leu Ser Arg Leu Gly Ser Ser Val Val Arg Ser Ala Thr Val305 310 315 320Val Ala Arg Thr Leu Val Ala Cys Glu Glu Lys Arg Glu Arg Arg His325 330 335Arg Glu Leu Leu Gln Leu Glu Glu Arg Arg Leu Arg Leu Glu Glu Glu340 345 350Arg Thr Glu Val Arg Arg Gln Gly Phe Ala Gly Leu Ile Ala Ala Val355 360 365Asn Ser Leu Ser Ser Ala Ile His Ala Leu Val Ser Asp His Arg Ser370 375 380Gly Asp Ser Ser Gly Arg385 390<210>2<211>390<212>PRT
<213>江西東鄉野生稻(O.rufipogon Griff.)<400>2Met Ser Gly Ser Ser Ala Asp Pro Ser Pro Ser Ala Ser Thr Ala Gly1 5 10 15Ala Ala Val Ser Pro Leu Ala Leu Leu Arg Ala His Gly His Gly His20 25 30Gly His Leu Thr Ala Thr Pro Pro Ser Gly Ala Thr Gly Pro Ala Pro35 40 45Pro Pro Pro Ser Pro Ala Ser Gly Ser Ala Pro Arg Asp Tyr Arg Lys50 55 60Gly Asn Trp Thr Leu His Glu Thr Leu Ile Leu Ile Thr Ala Lys Arg65 70 75 80Leu Asp Asp Asp Arg Arg Ala Gly Val Gly Gly Ala Ala Ala Gly Gly85 90 95Gly Gly Ala Gly Ser Pro Pro Thr Pro Arg Ser Ala Glu Gln Arg Trp100 105 110Lys Trp Val Glu Asn Tyr Cys Trp Lys Asn Gly Cys Leu Arg Ser Gln115 120 125Asn Gln Cys Asn Asp Lys Trp Asp Asn Leu Leu Arg Asp Tyr Lys Lys130 135 140Val Arg Asp Tyr Glu Ser Arg Val Ala Ala Ala Ala Ala Thr Gly Gly145 150 155 160Ala Ala Ala Ala Asn Ser Ala Pro Leu Pro Ser Tyr Trp Thr Met Glu165 170 175Arg His Glu Arg Lys Asp Cys Asn Leu Pro Thr Asn Leu Ala Pro Glu180 185 190Val Tyr Asp Ala Leu Ser Glu Val Leu Ser Arg Arg Ala Ala Arg Arg195 200 205Gly Gly Ala Thr Ile Ala Pro Thr Pro Pro Pro Pro Pro Leu Ala Leu210 215 220Pro Leu Pro Pro Pro Pro Pro Pro Ser Pro Pro Lys Pro Leu Val Ala
225 230 235 240Gln Gln Gln His His His His Gly His His His His Pro Pro Pro Pro245 250 255Gln Pro Pro Pro Ser Ser Leu Gln Leu Pro Pro Ala Val Val Ala Pro260 265 270Pro Pro Ala Ser Val Ser Ala Glu Glu Glu Met Ser Gly Ser Ser Glu275 280 285Ser Gly Glu Glu Glu Glu Gly Ser Gly Gly Glu Pro Glu Ala Lys Arg290 295 300Arg Arg Leu Ser Arg Leu Gly Ser Ser Val Val Arg Ser Ala Thr Val305 310 315 320Val Ala Arg Thr Leu Val Ala Cys Glu Glu Lys Arg Glu Arg Arg His325 330 335Arg Glu Leu Leu Gln Leu Glu Glu Arg Arg Leu Arg Leu Glu Glu Glu340 345 350Arg Thr Glu Val Arg Arg Gln Gly Phe Ala Gly Leu Ile Ala Ala Val355 360 365Asn Ser Leu Ser Ser Ala Ile His Ala Leu Val Ser Asp His Arg Ser370 375 380Gly Asp Ser Ser Gly Arg385 390<210>3<211>391<212>PRT<213>印度野生稻(O.rufipogon Griff)<400>3Met Ser Gly Ser Ser Ala Asp Pro Ser Pro Ser Ala Ser Thr Ala Gly1 5 10 15Ala Ala Val Ser Pro Leu Ala Leu Leu Arg Ala His Gly His Gly His20 25 30
Gly His Leu Thr Ala Thr Pro Pro Ser Gly Ala Thr Gly Pro Ala Pro35 40 45Pro Pro Pro Ser Pro Ala Ser Gly Ser Ala Pro Arg Asp Tyr Arg Lys50 55 60Gly Asn Trp Thr Leu His Glu Thr Leu Ile Leu Ile Thr Ala Lys Arg65 70 75 80Leu Asp Asp Asp Arg Arg Ala Gly Val Gly Gly Ala Ala Ala Gly Gly85 90 95Gly Gly Ala Gly Ser Pro Pro Thr Pro Arg Ser Ala Glu Gln Arg Trp100 105 110Lys Trp Val Glu Asn Tyr Cys Trp Lys Asn Gly Cys Leu Arg Ser Gln115 120 125Asn Gln Cys Asn Asp Lys Trp Asp Asn Leu Leu Arg Asp Tyr Lys Lys130 135 140Val Arg Asp Tyr Glu Ser Arg Val Ala Ala Ala Ala Ala Thr Gly Gly145 150 155 160Ala Ala Ala Ala Asn Ser Ala Pro Leu Pro Ser Tyr Trp Thr Met Glu165 170 175Arg His Glu Arg Lys Asp Cys Asn Leu Pro Thr Asn Leu Ala Pro Glu180 185 190Val Tyr Asp Ala Leu Ser Glu Val Leu Ser Arg Arg Ala Ala Arg Arg195 200 205Gly Gly Ala Thr Ile Ala Pro Thr Pro Pro Pro Pro Pro Leu Ala Leu210 215 220Pro Leu Pro Pro Pro Pro Pro Pro Pro Ser Pro Pro Lys Pro Leu Val225 230 235 240Ala Gln Gln Gln His His His His Gly His His His His Pro Pro Pro245 250 255Pro Gln Pro Pro Pro Ser Ser Leu Gln Leu Pro Pro Ala Val Val Ala260 265 270Pro Pro Pro Ala Ser Val Ser Ala Glu Glu Glu Met Ser Gly Ser Ser275 280 285
Glu Ser Gly Glu Glu Glu Glu Gly Ser Gly Gly Glu Pro Glu Ala Lys290 295 300Arg Arg Arg Leu Ser Arg Leu Gly Ser Ser Val Val Arg Ser Ala Thr305 310 315 320Val Val Ala Arg Thr Leu Val Ala Cys Glu Glu Lys Arg Glu Arg Arg325 330 335His Arg Glu Leu Leu Gln Leu Glu Glu Arg Arg Leu Arg Leu Glu Glu340 345 350Glu Arg Thr Glu Val Arg Arg Gln Gly Phe Ala Gly Leu Ile Ala Ala355 360 365Val Asn Ser Leu Ser Ser Ala Ile His Ala Leu Val Ser Asp His Arg370 375 380Ser Gly Asp Ser Ser Gly Arg385 390<210>4<211>390<212>PRT<213>廣西玉桂野生稻(O.rufipogon Griff)<400>4Met Ser Gly Ser Ser Ala Asp Pro Ser Pro Ser Ala Ser Thr Ala Gly1 5 10 15Ala Ala Val Ser Pro Leu Ala Leu Leu Arg Ala His Gly His Gly His20 25 30Gly His Leu Thr Ala Thr Pro Pro Ser Gly Ala Thr Gly Pro Ala Pro35 40 45Pro Pro Pro Ser Pro Ala Ser Gly Ser Ala Pro Arg Asp Tyr Arg Lys50 55 60Gly Asn Trp Thr Leu His Glu Thr Leu Ile Leu Ile Thr Ala Lys Arg65 70 75 80Leu Asp Asp Asp Arg Arg Ala Gly Val Gly Gly Ala Ala Ala Gly Gly
85 90 95Gly Gly Ala Gly Ser Pro Pro Thr Pro Arg Ser Ala Glu Gln Arg Trp100 105 110Lys Trp Val Glu Asn Tyr Cys Trp Lys Asn Gly Cys Leu Arg Ser Gln115 120 125Asn Gln Cys Asn Asp Lys Trp Asp Asn Leu Leu Arg Asp Tyr Lys Lys130 135 140Val Arg Asp Tyr Glu Ser Arg Val Ala Ala Ala Ala Ala Thr Gly Gly145 150 155 160Ala Ala Ala Ala Asn Ser Ala Pro Leu Pro Ser Tyr Trp Thr Met Glu165 170 175Arg His Glu Arg Lys Asp Cys Asn Leu Pro Thr Asn Leu Ala Pro Glu180 185 190Val Tyr Asp Ala Leu Ser Glu Val Leu Ser Arg Arg Ala Ala Arg Arg195 200 205Gly Gly Ala Thr Ile Ala Pro Thr Pro Pro Pro Pro Pro Leu Ala Leu210 215 220Pro Pro Pro Pro Pro Pro Pro Pro Ser Pro Pro Lys Pro Leu Val Ala225 230 235 240Gln Gln Gln His His His His Gly His His His His Pro Pro Pro Pro245 250 255Gln Pro Pro Pro Ser Ser Leu Gln Leu Pro Pro Ala Val Val Ala Pro260 265 270Pro Pro Ala Ser Val Ser Ala Glu Glu Glu Met Ser Gly Ser Ser Glu275 280 285Ser Gly Glu Glu Glu Glu Gly Ser Gly Gly Glu Pro Glu Ala Lys Arg290 295 300Arg Arg Leu Ser Arg Leu Gly Ser Ser Val Val Arg Ser Ala Thr Val305 310 315 320Val Ala Arg Thr Leu Val Ala Cys Glu Glu Lys Arg Glu Arg Arg His325 330 335Arg Glu Leu Leu Gln Leu Glu Glu Arg Arg Leu Arg Leu Glu Glu Glu
340 345 350Arg Thr Glu Val Arg Arg Gln Gly Phe Ala Gly Leu Ile Ala Ala Val355 360 365Asn Ser Leu Ser Ser Ala Ile His Ala Leu Val Ser Asp His Arg Ser370 375 380Gly Asp Ser Ser Gly Arg385 390<210>5<211>390<212>PRT<213>特青(O.sativa ssp.Indica)<400>5Met Ser Gly Ser Ser Ala Asp Pro Ser Pro Ser Ala Ser Thr Ala Gly1 5 10 15Ala Ala Val Ser Pro Leu Ala Leu Leu Arg Ala His Gly His Gly His20 25 30Gly His Leu Thr Ala Thr Pro Pro Ser Gly Ala Thr Gly Pro Ala Pro35 40 45Pro Pro Pro Ser Pro Ala Ser Gly Ser Ala Pro Arg Asp Tyr Arg Lys50 55 60Gly Asn Trp Thr Leu His Glu Thr Leu Ile Leu Ile Thr Ala Asn Arg65 70 75 80Leu Asp Asp Asp Arg Arg Ala Gly Val Gly Gly Ala Ala Ala Gly Gly85 90 95Gly Gly Ala Gly Ser Pro Pro Thr Pro Arg Ser Ala Glu Gln Arg Trp100 105 110Lys Trp Val Glu Asn Tyr Cys Trp Lys Asn Gly Cys Leu Arg Ser Gln115 120 125Asn Gln Cys Asn Asp Lys Trp Asp Asn Leu Leu Arg Asp Tyr Lys Lys130 135 140
Val Arg Asp Tyr Glu Ser Arg Val Ala Ala Ala Ala Ala Thr Gly Gly145 150 155 160Ala Ala Ala Ala Asn Ser Ala Pro Leu Pro Ser Tyr Trp Thr Met Glu165 170 175Arg His Glu Arg Lys Asp Cys Asn Leu Pro Thr Asn Leu Ala Pro Glu180 185 190Val Tyr Asp Ala Leu Ser Glu Val Leu Ser Arg Arg Ala Ala Arg Arg195 200 205Gly Gly Ala Thr Ile Ala Pro Thr Pro Pro Pro Pro Pro Leu Ala Leu210 215 220Pro Leu Pro Pro Pro Pro Pro Pro Ser Pro Pro Lys Pro Leu Val Ala225 230 235 240Gln Gln Gln His His His His Gly His His His His Pro Pro Pro Pro245 250 255Gln Pro Pro Pro Ser Ser Leu Gln Leu Pro Pro Ala Val Val Ala Pro260 265 270Pro Pro Ala Ser Val Ser Ala Glu Glu Glu Met Ser Gly Ser Ser Glu275 280 285Ser Gly Glu Glu Glu Glu Gly Ser Gly Gly Glu Pro Glu Ala Lys Arg290 295 300Arg Arg Leu Ser Arg Leu Gly Ser Ser Val Val Arg Ser Ala Thr Val305 310 315 320Val Ala Arg Thr Leu Val Ala Cys Glu Glu Lys Arg Glu Arg Arg His325 330 335Arg Glu Leu Leu Gln Leu Glu Glu Arg Arg Leu Arg Leu Glu Glu Glu340 345 350Arg Thr Glu Val Arg Arg Gln Gly Phe Ala Gly Leu Ile Ala Ala Val355 360 365Asn Ser Leu Ser Ser Ala Ile His Ala Leu Val Ser Asp His Arg Ser370 375 380Gly Asp Ser Ser Gly Arg385 390
<210>6<211>2037<212>DNA<213>云南元江野生稻(O.rufipogon Griff.)<400>6atgtcgggct cctctgccga cccctcgcca tccgcctcga ccgcgggggc ggcggtctcg 60ccgctcgcgc tgctccgcgc gcacggccac ggccacgggc acctgactgc tacgccgccg 120tcgggggcga cggggccggc gccgccgccg ccgtcgccgg cgtcggggtc ggcgccgcgg 180gactaccgca aggggaactg gacgctgcac gagacgctca tcctcatcac cgccaagcgt 240ctggacgacg accgccgcgc cggcgttggg ggcgcggcgg ctggtggcgg cggcgccggg 300tcgccgccga cgccgaggtc ggcggagcag cggtggaagt gggtggagaa ctactgctgg 360aagaacggct gcctccgcag ccagaaccag tgcaatgaca agtgggacaa cctcctccgc 420gactacaaga aggtccgcga ctacgagtcc cgcgtcgccg ccgccgccgc caccggcggc 480gcggccgccg ccaactccgc ccccctcccg tcgtactgga cgatggagcg gcacgagcgc 540aaggactgca acctccccac caacctggcg ccggaggtct acgacgcgct ctccgaggtg 600ctctcccgcc gcgcggcgcg acgcggcggc gccacgatcg cgcccacccc gccgccacca 660ccgctcgcgc tgccgctgcc gccgccgccg ccgccctcgc cgccgaagcc tctcgtcgcg 720cagcagcagc accaccatca cggccatcac caccacccac ctcctcctca gccgccgccg 780tcgtcgctgc agctccctcc ggcggtcgtg gctccgccgc cggcgtccgt ttccggtaat 840ggtcggtgcg cgcaccgtac acttaatact catagtagct gttacatccc ctcccctcca 900aaccatttac tactgttctc tcacactgat atgtggggcc cacctcgcag cgagctgagc 960tccgccacta tacgttatta aaagcccgcg ttatgattgg gctagttacg ttgatgagtt1020gagctggtcg taattattta ctaccgctac atttttttta cctttttacc gtggggttcg1080ggagagggtg gtcgcggtaa taataatgtc ctcaactcag gggttgggag aataaagctg1140cgtgcagtgt ggtgcagttc atgcatggga aaggtgatgc gaatccggat attttatggg1200ggtttaattg aaagatttac tccacgacga tactaccctc tactcctgcc atgctgcaag1260catgcgtaat gcgttacatt gcgaaatcac tcgctttgaa agaaaaaaaa gcctgaaact1320ttggagaaaa aaaaagcacc ttttgttttc tcctcgtgca tgcatgccgc gctgcgtatc1380ttgaactact ttggactttt gtatcgatca acaaaactat acctatatta gcagtaatta1440atactacatt tgtagatatc ctttgaccgt tctatcttat ttttgataat taaaaaaatt1500
agttacattt aaaaatgcta tttatatttt attatctaat aacaataagt gtattagtta1560aatattaaac gttggatatg aatagtttaa aacgttggat atgaatagtt taaaactgta1620ttgttttggg gcggagtgag taattgattg atcgattaat taagtggttg actaatgtgt1680gtgtgattta tttgtgtagc ggaggaggag atgtcggggt cgtcggagtc gggggaggag1740gaggaggggt cgggcgggga gccggaggcg aagcggcggc ggctgagccg gctggggtcg1800agcgtggtga ggagcgcgac ggtggtggcg aggacgctgg tggcgtgcga ggagaagcgg1860gagcgccggc accgggagct gctgcagctg gaggagcggc ggctgcgcct cgaggaggag1920cgcaccgagg tccgccgcca gggcttcgcc ggcctcatcg ccgccgtcaa cagcctctcc1980tccgccatcc acgccctcgt ctccgaccac cgcagcggcg actcctccgg ccgatga 2037<210>7<211>2036<212>DNA<213>特青(O.sativa ssp.indica)<400>7atgtcgggct cctctgccga cccctcgcca tccgcctcga ccgcgggggc ggcggtctcg 60ccgctcgcgc tgctccgcgc gcacggccac ggccacgggc acctgactgc tacgccgccg 120tcgggggcga cggggccggc gccgccgccg ccgtcgccgg cgtcggggtc ggcgccgcgg 180gactaccgca aggggaactg gacgctgcac gagacgctca tcctcatcac cgccaatcgt 240ctggacgacg accgccgcgc cggcgttggg ggcgcggcgg ctggtggcgg cggcgccggg 300tcgccgccga cgccgaggtc ggcggagcag cggtggaagt gggtggagaa ctactgctgg 360aagaacggct gcctccgcag ccagaaccag tgcaatgaca agtgggacaa cctcctccgc 420gactacaaga aggtccgcga ctacgagtcc cgcgtcgccg ccgccgccgc caccggcggc 480gcggccgccg ccaactccgc ccccctcccg tcgtactgga cgatggagcg gcacgagcgc 540aaggactgca acctccccac caacctggcg ccggaggtct acgacgcgct ctccgaggtg 600ctctcccgcc gcgcggcgcg acgcggcggc gccacgatcg cgcccacccc gccgccacca 660ccgctcgcgc tgccgctgcc gccgccgccg ccgccctcgc cgccgaagcc tctcgtcgcg 720cagcagcagc accaccatca cggccatcac caccacccac ctcctcctca gccgccgccg 780tcgtcgctgc agctccctcc ggcggtcgtg gctccgccgc cggcgtccgt ttccggtaat 840ggtcggtgcg cgcaccgtac acttaatact catagtagct gttacatccc ctcccctcca 900aaccatttac tactgttctc tcacactgat atgtgggccc acctcgcagc gagctgagct 960
ccgccactat acgttattaa aagcccgcgt tatgattggg ctagttacgt tgttgagttg1020agctggtcgt aattatttac taccgctaca ttttttttac ctttttaccg tggggttcgg1080gagagggtgg tcgcggtaat aataatgtcc tcaactcagg ggttgggaga ataaagctgc1140gtgcagtgtg gtgcagttca tgcatgggaa aggtgatgcg aatccggata ttttatgggg1200gtttaattga aagatttact ccacgacgat actaccctct actcctgcca tgctgcaagc1260atgcgtaatg cgttacattg cgaaatcact cgctttgaat gaaaaaaaag cctgaaactt1320tggagaaaaa aaaagcacct tttgttttct cctcgtgcat gcatgccgcg ctgcgtatct1380tgaactactt tggacttttg tatcgatcaa caaaactata cctatattag cagtaattaa1440tactacattt gtagatatcc tttgaccgtt ctatcttatt tttgataatt aaaaaaatta1500gttacattta aaaatgctat ttatatttta ttatctaata acaataagtg tattagttaa1560atattaaacg ttggatatga atagtttaaa acgttggata tgaatagttt aaaactgtat1620tgttttgggg cggagtgagt aattgattga tcgattaatt aagtggttga ctaatgtgtg1680tgtgatttat ttgtgtagcg gaggaggaga tgtcggggtc gtcggagtcg ggggaggagg1740aggaggggtc gggcggggag ccggaggcga agcggcggcg gctgagccgg ctggggtcga1800gcgtggtgag gagcgcgacg gtggtggcga ggacgctggt ggcgtgcgag gagaagcggg1860agcgccggca ccgggagctg ctgcagctgg aggagcggcg gctgcgcctc gaggaggagc1920gcaccgaggt ccgccgccag ggcttcgccg gcctcatcgc cgccgtcaac agcctctcct1980ccgccatcca cgccctcgtc tccgaccacc gcagcggcga ctcctccggc cgatga2036<210>8<211>1173<212>cDNA<213>云南元江野生稻(O.rufipogon Griff.)<400>8atgtcgggct cctctgccga cccctcgcca tccgcctcga ccgcgggggc ggcggtctcg 60ccgctcgcgc tgctccgcgc gcacggccac ggccacgggc acctgactgc tacgccgccg 120tcgggggcga cggggccggc gccgccgccg ccgtcgccgg cgtcggggtc ggcgccgcgg 180gactaccgca aggggaactg gacgctgcac gagacgctca tcctcatcac cgccaagcgt 240ctggacgacg accgccgcgc cggcgttggg ggcgcggcgg ctggtggcgg cggcgccggg 300tcgccgccga cgccgaggtc ggcggagcag cggtggaagt gggtggagaa ctactgctgg 360aagaacggct gcctccgcag ccagaaccag tgcaatgaca agtgggacaa cctcctccgc 420
gactacaaga aggtccgcga ctacgagtcc cgcgtcgccg ccgccgccgc caccggcggc 480gcggccgccg ccaactccgc ccccctcccg tcgtactgga cgatggagcg gcacgagcgc 540aaggactgca acctccccac caacctggcg ccggaggtct acgacgcgct ctccgaggtg 600ctctcccgcc gcgcggcgcg acgcggcggc gccacgatcg cgcccacccc gccgccacca 660ccgctcgcgc tgccgctgcc gccgccgccg ccgccctcgc cgccgaagcc tctcgtcgcg 720cagcagcagc accaccatca cggccatcac caccacccac ctcctcctca gccgccgccg 780tcgtcgctgc agctccctcc ggcggtcgtg gctccgccgc cggcgtccgt ttccgcggag 840gaggagatgt cggggtcgtc ggagtcgggg gaggaggagg aggggtcggg cggggagccg 900gaggcgaagc ggcggcggct gagccggctg gggtcgagcg tggtgaggag cgcgacggtg 960gtggcgagga cgctggtggc gtgcgaggag aagcgggagc gccggcaccg ggagctgctg1020cagctggagg agcggcggct gcgcctcgag gaggagcgca ccgaggtccg ccgccagggc1080ttcgccggcc tcatcgccgc cgtcaacagc ctctcctccg ccatccacgc cctcgtctcc1140gaccaccgca gcggcgactc ctccggccga tga 1173<210>9<211>1173<212>cDNA<213>特青(O.sativa ssp.indica)<400>9atgtcgggct cctctgccga cccctcgcca tccgcctcga ccgcgggggc ggcggtctcg 60ccgctcgcgc tgctccgcgc gcacggccac ggccacgggc acctgactgc tacgccgccg 120tcgggggcga cggggccggc gccgccgccg ccgtcgccgg cgtcggggtc ggcgccgcgg 180gactaccgca aggggaactg gacgctgcac gagacgctca tcctcatcac cgccaatcgt 240ctggacgacg accgccgcgc cggcgttggg ggcgcggcgg ctggtggcgg cggcgccggg 300tcgccgccga cgccgaggtc ggcggagcag cggtggaagt gggtggagaa ctactgctgg 360aagaacggct gcctccgcag ccagaaccag tgcaatgaca agtgggacaa cctcctccgc 420gactacaaga aggtccgcga ctacgagtcc cgcgtcgccg ccgccgccgc caccggcggc 480gcggccgccg ccaactccgc ccccctcccg tcgtactgga cgatggagcg gcacgagcgc 540aaggactgca acctccccac caacctggcg ccggaggtct acgacgcgct ctccgaggtg 600ctctcccgcc gcgcggcgcg acgcggcggc gccacgatcg cgcccacccc gccgccacca 660ccgctcgcgc tgccgctgcc gccgccgccg ccgccctcgc cgccgaagcc tctcgtcgcg 720
cagcagcagc accaccatca cggccatcac caccacccac ctcctcctca gccgccgccg 780tcgtcgctgc agctccctcc ggcggtcgtg gctccgccgc cggcgtccgt ttccgcggag 840gaggagatgt cggggtcgtc ggagtcgggg gaggaggagg aggggtcggg cggggagccg 900gaggcgaagc ggcggcggct gagccggctg gggtcgagcg tggtgaggag cgcgacggtg 960gtggcgagga cgctggtggc gtgcgaggag aagcgggagc gccggcaccg ggagctgctg1020cagctggagg agcggcggct gcgcctcgag gaggagcgca ccgaggtccg ccgccagggc1080ttcgccggcc tcatcgccgc cgtcaacagc ctctcctccg ccatccacgc cctcgtctcc1140gaccaccgca gcggcgactc ctccggccga tga 117權利要求
1.調控植物落粒性的轉錄因子，具有下述氨基酸殘基序列之一1)序列表中的SEQ ID №1或SEQ ID №5；2)將序列表中SEQ ID №1或SEQ ID №5的氨基酸殘基序列經過一至十個氨基酸殘基的取代、缺失或添加且具有調控植物落粒性的蛋白質。
2.根據權利要求1所述的轉錄因子，其特征在于所述轉錄因子具有序列表中SEQ ID №1或SEQ ID №5的氨基酸殘基序列。
3.編碼權利要求1所述的調控植物落粒性的轉錄因子的基因，其cDNA是下述核苷酸序列之一1)序列表中SEQ ID №8或SEQ ID №9的DNA序列；2)編碼序列表中SEQ ID №1或SEQ ID №5的DNA序列；3)在高嚴謹條件下可與序列表中SEQ ID №8或SEQ ID №9限定的DNA序列雜交的核苷酸序列。
4.根據權利要求3所述的基因，其特征在于所述cDNA具有序列表中SEQ ID №8或SEQ ID №9的DNA序列。
5.編碼權利要求1所述的調控植物落粒性的轉錄因子的基因，其基因組基因是下述核苷酸序列之一1)序列表中SEQ ID №6或SEQ ID №7的DNA序列；2)在高嚴謹條件下可與序列表中SEQ ID №6或SEQ ID №7限定的DNA序列雜交的核苷酸序列。
6.含有權利要求3或4或5所述基因的表達載體、轉基因細胞系和宿主菌。
7.一種調控植物落粒性的方法，是將權利要求3所述的編碼調控植物落粒性的轉錄因子的基因導入植物組織或細胞，植物落粒性獲得調控。
8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于所述編碼調控植物落粒性的轉錄因子的基因通過含有所述基因的植物表達載體導入外植體；用于構建所述植物表達載體的出發載體為pBI121、pBin19、pCAMBIA2301、pCAMBIA1301或pCAMBIA1300。
9.根據權利要求7所述的方法，其特征在于所述被轉化的植物宿主為草坪草、水稻、小麥、大豆、煙草、玉米、油菜、高粱、棉花、苜蓿、大麥、葡萄或番茄。
全文摘要
本發明公開了一個調控植物落粒性的轉錄因子及其編碼基因與應用，其目的是提供一個調控植物落粒性的轉錄因子及其編碼基因與其在調控植物落粒性中的應用。該轉錄因子具有下述氨基酸殘基序列之一1)序列表中的SEQ ID №1或SEQ ID №5；2)將序列表中SEQ ID №1或SEQ ID №5的氨基酸殘基序列經過一至十個氨基酸殘基的取代、缺失或添加且具有調控植物落粒性的蛋白質。該轉錄因子及其編碼基因對于落粒分子機制的研究，以及培育落粒性提高的水稻、草坪草及其它作物新品種具有重要的理論及實際意義。本發明在農業領域具有廣闊的應用和市場前景。
文檔編號A01H4/00GK1817900SQ20061005983
公開日2006年8月16日 申請日期2006年3月15日 優先權日2006年3月15日
發明者孫傳清, 林中偉, 朱作峰, 譚祿賓, 付永彩 申請人:中國農業大學