[发明专利]一种与植物分蘖相关蛋白及其编码基因

说明书

技术领域

本发明涉及生物技术领域，尤其涉及一种与植物分蘖相关蛋白及其编码基因。

背景技术

植物株型是影响作物产量的重要因素之一，特别对水稻作物而言。目前知道水稻的分蘖数目、分蘖角度、植株高度、叶夹角、水稻穗子的大小和水稻小穗分支多少共同决定了水稻株型，而水稻的分蘖数和穗子的形状又是决定水稻产量的最重要因素。对于水稻分蘖发育而言，分蘖期是水稻营养生长的最主要时期,包括从分蘖芽的分化到幼穗的形成。一般水稻品种，生长环境条件（温度、水分、营养状况）及其种植密度也会影响分蘖的发育。生长周期长的水稻品种一般比生长周期短的水稻分蘖要少一些。水稻分蘖包括一级分蘖和二级分蘖。根据分蘖结实的情况，分蘖又分为有效分蘖和无效分蘖两种。有效分蘖的多少是决定水稻产量重要因素之一，所以我们通过各种手段尽可能的增加可育分蘖数量。

随着科学研究的进展，特别是水稻的基因组学和生物信息学的迅速发展。目前，水稻中与分蘖发育相关的一些基因陆续被克隆出来。如我国学者李家洋实验室克隆的MOC1基因直接影响水稻的分蘖数目，当该基因突变后表现出分蘖减少的表型，该基因的超表达转基因植株表现出分蘖增多的表型。该实验室最新研究发现MOC1相互作用的蛋白TAD1，编码这个蛋白的基因突变后表现出分蘖增多的表型。研究表明水稻中D17/HTD1及拟南芥同源基因MAX3和D10及拟南芥同源基因MAX4均编码类胡萝卜素切割双氧酶蛋白，它们分别简称carotenoid cleavage deoxygenate protein 7(CCD7)和carotenoid cleavage deoxygenate protein 8(CCD8)。MAX3和MAX4这两个基因参与了植物分支激素（独脚金内酯）的生物合成，这个激素合成的途径中发现位于CCD7和CCD8的下游存在另外一些关键基因，例如拟南芥中编码一种细胞色素P450酶MAX1，水稻还没有相关同源基因的报道。2009年李家洋课题组报道了一个和d10经典分蘖突变体表型类似的突变体d27，D27编码一个铁离子包含蛋白，亚细胞定位显示该基因和叶绿体共定位，主要在茎和根的微管细胞中表达。最终实验证据表明D27可能是独脚金内酯生物合成途径的一个新成员。另一个影响水稻分蘖发育的基因D3则编码一个含F-box的LRR蛋白，这个基因突变后也表现出分蘖增多的表型。2009年几个课题组相继报道了另一个和分蘖相关的突变体d14/htd2/d88，同样具有独脚金内酯途径中经典突变体的表型，即分蘖数增多和植株矮化，还表现出穗子变短和种子变小的表型。2003年日本一个课题组根据同源性分析发现玉米的TEOSINTEBRANCHED1(TB1)高度同源性基因OsTB1/FC1，该基因编码TCP转录因子家族的蛋白，是分蘖发育的负调控因子。这个基因的突变体表现出分蘖数增多和半矮化的表型，该基因超表达转基因植株表现出分蘖减少的表型。2009年日本另外一个课题组发现了这个基因的另一个突变体fc1，独脚金内酯处理该突变体的生理实验证明fc1表现出对这个激素不敏感的表型，作者推测OsTB1/FC1也可能位于MAX/RMS/D遗传途径的下游，部分参与了独脚金内酯的信号传导。2009年a rice dwarf and low-tillering(dlt)mutant被发现和研究，这个突变体表现出矮化和分蘖减少的表型，相应的DLT转基因证实了该突变体的表型，结果表明dlt突变体表现出类似于水稻中油菜素内酯缺陷和信号突变体的表型。

组成型超表达技术和反义转基因是一个已经发展比较成熟的研究基因功能的技术。它是将基因以正向和反向的方式插入到强启动子的下游，可以使表达的基因转录本在体内得到强的表达和表达量降低，从而使目的蛋白表达量增加和表达量减少。当对某一个感兴趣的基因进行功能鉴定时，采用组成型超表达和反义转基因技术可以使我们了解在该基因的表达很大程度的增强和内源基因的表达量减少，研究目的基因表达增强和表达减少的情况下，植物的生长发育等过程是否会受到影响，从未可以推断该基因的可能的生物学功能。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种与植物分蘖相关蛋白及其编码基因。

本发明提供的蛋白质，名称为OsMADS57，来源于水稻中花十号（Oryza sativaL.cv Zhonghua 10），是如下（a）或（b）：

（a）由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；

（b）将序列表中序列2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的由序列2衍生的蛋白质。