拟南芥SPL7基因在调控单角果种子数中的应用

本发明属于生物，具体涉及拟南芥

spl7基因在调控单角果种子数中的应用。

背景技术：

1、随着全球人口数量的持续增长，粮食需求逐年增加；然而，由于人类活动和气候变化等各种因素，耕地面积却在不断减少。因此，提高粮食产量是当前人类生活的迫切要求。单角果种子数是产量三要素之一，是重要的育种目标。单角果种子数的决定因素有胚珠数与结实率，前者决定单角果种子数的最大值，而后者是胚珠转化为成熟种子的比例。

2、单角果种子数由多基因组成的调控网络进行调控。尽管现有研究揭示了一系列单角果种子数的调控基因，但对于该性状背后的分子机制的认识仍十分有限。

spl7属于spl基因家族，该家族成员编码的蛋白包含一个spb-box，是该蛋白的核心功能域。spl7是一个转录因子，能结合在下游基因启动子区的gtac-motif上。

spl7能够促进下游四种mirna的表达，分别是mir397，mir398，mir408，mir857，进而导致其目标转录本的减少，如

csd1、

csd2和

lacs。因此，对

spl7功能的详细研究可以为作物育种工作提供指导。

技术实现思路

1、本发明所要解决的主要问题是如何调控拟南芥单角果种子数。

2、为了解决上述问题，本发明提供了spl7蛋白质或调控所述蛋白质的编码基因表达的物质或调控所述蛋白质的活性或含量的物质在下任一种中的应用：

3、1）在调控拟南芥单角果种子数中的应用；

4、2）在制备调控拟南芥单角果种子数的产品中的应用；

5、3）在培育单角果种子数改变的拟南芥中的应用；

6、4）在制备培育单角果种子数改变的拟南芥的产品中的应用；

7、5）在拟南芥育种中的应用；

8、所述蛋白质为如下任一所示蛋白质：

9、a1）氨基酸序列为seq id no:1的蛋白质；

10、a2）将seq id no:1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蛋白质；

11、a3）与a1）或a2）所限定的氨基酸序列具有80%以上同一性且具有相同功能的蛋白质；

12、a4）在a1）-a3）中任一所限定的蛋白质的末端连接标签后得到的融合蛋白。

13、为了使a1)中的蛋白质便于纯化或检测，可在由序列表中seq id no:1所示的氨基酸序列组成的蛋白质的氨基末端或羧基末端连接标签蛋白。

14、所述标签蛋白包括但不限于：gst（谷胱甘肽巯基转移酶）标签蛋白、his6标签蛋白（his-tag）、mbp（麦芽糖结合蛋白）标签蛋白、flag标签蛋白、sumo标签蛋白、ha标签蛋白、myc标签蛋白、egfp（增强型绿色荧光蛋白）、ecfp（增强型青色荧光蛋白）、eyfp（增强型黄绿色荧光蛋白）、mcherry（单体红色荧光蛋白）或avitag标签蛋白。

15、上述蛋白质可人工合成，也可先合成其编码基因，再进行生物表达得到。

16、本领域普通技术人员可以很容易地采用已知的方法，例如定向进化或点突变的方法，对本发明的编码蛋白质spl7的核苷酸序列进行突变。那些经过人工修饰的，具有与本发明分离得到的蛋白质spl7的核苷酸序列75%或75%以上同一性的核苷酸，只要编码蛋白质spl7且具有蛋白质spl7功能，均是衍生于本发明的核苷酸序列并且等同于本发明的序列。

17、上述75%或75%以上同一性，可为80%、85%、90%或95%以上的同一性。

18、本文中，同一性是指氨基酸序列或核苷酸序列的同一性。可使用国际互联网上的同源性检索站点测定氨基酸序列或核苷酸序列的同一性，如ncbi主页网站的blast网页。例如，可在高级blast2.1中，通过使用blastp作为程序，将expect值设置为10，将所有filter设置为off，使用blosum62作为matrix，将gap existence cost，per residue gap cost和lambda ratio分别设置为11，1和0.85（缺省值）并进行检索一对氨基酸序列或核苷酸序列的同一性进行计算，然后即可获得同一性的值（%）。

19、本文中，所述80%以上的同一性可为至少80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%或99%的同一性。

20、本文中，所述90%以上的同一性可为至少90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%或99%的同一性。

21、本文中，调控所述蛋白质活性和/或含量的物质可为调控基因表达的物质，所述基因编码所述蛋白质spl7。

22、上文中，所述调控基因表达的物质可为进行如下6种调控中至少一种调控的物质：

23、1）在所述基因转录水平上进行的调控；

24、2）在所述基因转录后进行的调控（也就是对所述基因的初级转录物的剪接或加工进行的调控）；

25、3）对所述基因的rna转运进行的调控（也就是对所述基因的mrna由细胞核向细胞质转运进行的调控）；

26、4）对所述基因的翻译进行的调控；

27、5）对所述基因的mrna降解进行的调控；

28、6）对所述基因的翻译后的调控（也就是对所述基因翻译的蛋白质的活性进行调控）。

29、本发明中，所述调控可为上调或增强或提高。所述调控也可为抑制或降低或下调。

30、本文中，调控基因的表达物质或调控所述蛋白质活性或含量的物质为与前文所述应用中所述蛋白质相关的生物材料，所述生物材料可为下述任一种：

31、c1）编码所述蛋白的核酸分子；

32、c2）含有c1）所述核酸分子的表达盒；

33、c3）含有c1）所述核酸分子的重组载体、或含有c2）所述表达盒的重组载体；

34、c4）含有c1）所述核酸分子的重组微生物、或含有c2）所述表达盒的重组微生物、或含有c3）所述重组载体的重组微生物；

35、c5）含有c1）所述核酸分子的转基因植物细胞系、或含有c2）所述表达盒的转基因植物细胞系；

36、c6）含有c1）所述核酸分子的转基因植物组织、或含有c2）所述表达盒的转基因植物组织；

37、c7）含有c1）所述核酸分子的转基因植物器官、或含有c2）所述表达盒的转基因植物器官；

38、e1）抑制或降低或沉默前文所述蛋白编码基因表达的核酸分子；

39、e2）含有e1）所述核酸分子的表达盒；

40、e3）含有e1）所述核酸分子的重组载体、或含有e2）所述表达盒的重组载体；

41、e4）含有e1）所述核酸分子的重组微生物、或含有e2）所述表达盒的重组微生物、或含有e3）所述重组载体的重组微生物；

42、e5）含有e1）所述核酸分子的转基因植物细胞系、或含有e2）所述表达盒的转基因植物细胞系；

43、e6）含有e1）所述核酸分子的转基因植物组织、或含有e2）所述表达盒的转基因植物组织；

44、e7）含有e1）所述核酸分子的转基因植物器官、或含有e2）所述表达盒的转基因植物器官。

45、上述应用中，c1）所述核酸分子可为如下任一所示的dna分子：

46、d1）核苷酸序列是seq id no:3所示的dna分子；

47、d2）编码序列是seq id no:2所示的dna分子；

48、d3）与d1）或d2）限定的核苷酸序列具有90%或90%以上同一性，且编码前文所述蛋白的dna分子；

49、d4）在严格条件下与d1）或d2）限定的核苷酸序列杂交，且编码前文所述蛋白的dna分子。

50、本文所述核酸分子可以是dna，如cdna、基因组dna或重组dna；所述核酸分子也可以是rna，如grna、mrna、sirna、shrna、sgrna、mirna或反义rna。

51、所述

spl7编码基因来源于长江群体拟南芥自然品系中

spl7基因的优势单倍型

spl7hap1。

52、本文所述载体是本领域技术人员公知的，包括但不限于：质粒、噬菌体（如λ噬菌体或m13丝状噬菌体等）、黏粒（即柯斯质粒）、ti质粒或病毒载体。具体可为载体pcambia1300。

53、可用现有的植物表达载体构建含有spl7基因的重组表达载体。所述植物表达载体包括但不限于如双元农杆菌载体和可用于植物微弹轰击的载体等。所述植物表达载体还可包含外源基因的3'端非翻译区域，即包含聚腺苷酸信号和任何其它参与mrna加工或基因表达的dna片段。所述聚腺苷酸信号可引导聚腺苷酸加入到mrna前体的3'端，如包括但不限于农杆菌冠瘿瘤诱导(ti)质粒基因(如胭脂合成酶nos基因)、植物基因(如大豆贮藏蛋白基因)3'端转录的非翻译区均具有类似功能。

54、本发明还提供了一种改变拟南芥单角果种子数的方法，所述方法包括步骤p或m，所述步骤p为增强、提高或上调目的拟南芥中前文所述蛋白的活性和/或含量，或/和，增强、提高或上调前文所述蛋白的编码基因的表达量，来增加拟南芥单角果种子数；所述步骤m为抑制或降低或沉默目的拟南芥中前文所述蛋白的活性和/或含量，或/和，抑制或降低或下调前文所述蛋白的编码基因的表达量，来减少拟南芥单角果种子数。

55、本发明还提供了一种培育单角果种子数增加的拟南芥的方法，包括增强、提高或上调目的拟南芥中前文所述蛋白质的编码基因的表达量，和/或，所述蛋白质的活性和/或含量，得到单角果种子数提高的拟南芥，所述单角果种子数增加的拟南芥的单角果种子数多于所述目的拟南芥。

56、上述方法中，所述增强、提高或上调拟南芥中前文 所述蛋白质的编码基因的表达包括向所述目的拟南芥中导入前文中c1）所述的核酸分子、c2）所述表达盒或c3）所述重组载体，获得单角果种子数提高的拟南芥。

57、本发明还提供了一种培育单角果种子数减少的拟南芥的方法，包括抑制或降低或沉默目的拟南芥中前文所述蛋白质的编码基因的表达量，和/或，所述蛋白质的活性和/或含量，得到单角果种子数减少的拟南芥，所述单角果种子数减少的拟南芥的单角果种子数少于所述目的拟南芥。

58、本发明还提供了所述的蛋白质和/或所述的生物材料。

59、本发明中，所述植物育种的目的可包括培育单角果种子数增加的拟南芥。

60、本发明中，所述拟南芥可为拟南芥col-0或col-0背景下拟南芥

spl7-1突变体。

61、在拟南芥

spl7-1突变体中，该基因的缺失使单角果种子数减少，因此，对

spl7功能的详细研究可以为作物育种工作提供指导。