[发明专利]一种剪接辅助因子AtU2AF65b在植物花期调控中的应用

说明书

本发明涉及分子生物学和生物技术领域，具体涉及一种剪接辅助因子AtU2AF65b在植物花期调控中的应用，所述的剪接辅助因子AtU2AF65b来源于拟南芥，通过提高该基因表达水平可用于延迟植物开花，而降低该基因表达水平可使一年生植物提早开花或多年生植物缩短童期，可应用于基因工程改良植物的生长进程中。

技术领域

本发明涉及分子生物学和生物技术领域，提供了一种剪接辅助因子AtU2AF65b在植物花期调控中的应用。

背景技术

开花是高等植物由营养生长向生殖生长转换的一个重要生长发育过程。影响植物开花的因素有很多，其中光照(光周期途径)和温度(春化途径)是两个主要的外部因素，赤霉素(GA途径)和一些自主性因子(自主途径)是主要的内部因素，这些因素通过调控开花基因FT(FLOWERING LOCUS T)、FD(FLOWERING LOCUS D)、SOC1(SUPPRESSOR OFOVEREXPRESSION OF CONSTANS 1)和FD(FLOWERING LOCUS D)等多个基因的表达，在茎尖启动花发育过程，使茎尖分生组织向花(花絮)分生组织转化，实现对植物开花时间的精确调控(Fornara et al.,2010；Riboni et al.,2013；Riboni et al.,2016)。

细胞核中的基因转录形成的pre-mRNA需要将内含子剪接后形成成熟的mRNA，mRNA转运到细胞质后翻译形成蛋白质起作用。内含子的剪接通过剪接体以及多种剪接因子完成。剪接体由蛋白质和RNA组成的snRNP复合体U1、U2、U4、U5和U6等组成。哺乳动物中剪接辅助因子U2AF由U2AF65和U2AF35两个亚基组成异二聚体，负责招募U2snRNP到内含子的特定位点参与pre-mRNA的剪接(Shao et al.,2014)。U2AF65包含2个功能结构域-RNA结合结构域(RRM)和N-端富含精氨酸/丝氨酸的RS结构域。RS结构域与premRNA的分支点(branchpoint，BP)交叉连接参与pre-mRNA剪接(Valcárcel et al.1996)。U2AF65含有3个RRM结构域，前2个RRM使U2AF65与pre-mRNA结合形成复合物，并协同作用招募U2复合体结合到pre-mRNA的多聚嘧啶序列(polypyrimidine trac，PPT)上游的分支位点；U2AF65C-的第3个RRM具有特殊的结构特征，主要参与蛋白质之间的相互作用(Kielkopf et al.2004)。U2AF65与U2AF35以复合体的形式起作用，但二者的功能并不完全相同，参与剪接的基因也各不相同(Shao et al.,2014)。U2AF65和U2AF35的突变导致不同的可变剪接事件(Hastings etal.2007)；U2AF35突变能够延迟HeLa细胞的生长，但U2AF65的突变不能引起LeLa细胞的生长的迟缓。有实验表明U2AF35是一个组成型剪接因子，可能参与所有pre-mRNA内含子的剪接(Wu et al.1999)；而U2AF65b仅参与某些特定基因的剪接。体外实验发现，U2AF65b并非参与每个内含子PPT的结合，并且U2AF65b的功能可以被其他蛋白代替(Shao et al.,2014)。最近的研究结果显示U2AF65的敲除并没有引起大范围的pre-mRNA剪接缺陷，而只是引起部分基因的剪接发生变化，表明U2AF65参与的Pre-mRNA的剪接具有非常高的特异性(Hastings et al.2007)。

目前，人们对植物的U2AF了解较少。基因序列比对显示，拟南芥中存在2个U2AF65的同源蛋白(AtU2AF65a和AtU2AF65b)和2个U2AF35的同源蛋白(AtU2AF35a和AtU2AF35b)。AtU2AF35a和AtU2AF35b基因表达下调的突变体在长日照和短日照条件下开花时间延迟，突变体的株型叶片形态、花型以及角果的形态都发生了变化(Wang and Brendel,2006)。拟南芥剪接因子SF1与AtU2AF65a和AtU2AF65b都存在互作关系，该基因的突变体sf1在长日照下花期提前，但突变体的植株长的非常矮小(Jiang et al.2014)，难以应用。因此，有必要寻找仅影响植物开花时间而对其他生长发育过程无影响的基因。