调控植物叶片暗呼吸的蛋白及其应用的制作方法

技术特征：
1.一种lrk1或其上调分子的用途，其特征在于，用于：(a)改良植物的性状，(b)制备改良植物性状的制剂或组合物，或(c)制备性状改良的植物；其中，所述改良性状包括：(i)提高植物叶片的暗呼吸速率，(ii)促进植物生长，(iii)增加植物产量、株高或分蘖，或(iv)提高植物高温耐性；其中，所述lrk1包括其同源物。2.如权利要求1所述的用途，其特征在于，所述的上调分子包括：与lrk1相互作用、从而提高其表达或活性的上调分子；过表达lrk1的表达盒或表达构建物；或定点突变的试剂，其靶向于lrk1基因上游的-242位碱基，将其突变为a。3.一种改良植物性状或制备性状改良的植物的方法，其特征在于，包括：在植物中提高lrk1的表达或活性；其中，改良的性状包括：(i)提高植物叶片的暗呼吸速率，(ii)促进植物生长，(iii)增加植物产量、株高或分蘖，或(iv)提高植物高温耐性；其中，所述lrk1包括其同源物。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的提高lrk1的表达或活性包括：在植物中过表达lrk1；或以突变试剂靶向于lrk1启动子的-242位，将之突变为碱基a。5.一种植物细胞，其特征在于，其表达外源的lrk1或其同源物的表达盒；较佳地，该表达盒包括：启动子，lrk1或其同源物的编码基因，终止子；较佳地，该表达盒被包含在构建物或表达载体中。6.如权利要求1～5任一所述，其特征在于，所述的植物选自下组或所述lrk1或其同源物来自下组：禾本科植物，如水稻(oryza sativa)，小米(setaria italica)，狗尾草(setaria viridis)，panicum hallii var.hallii，黍(panicum miliaceum)，dichanthelium oligosanthes，玉米(zea mays)，高粱(sorghum bicolor)，画眉草(eragrostis curvula)，大麦(hordeum vulgare)，二穗短柄草(brachypodium distachyon)，小麦(triticum aestivum)；十字花科植物，如拟南芥(arabidopsis thaliana)；凤梨科植物，如菠萝(ananas comosus)；兰科植物，如石斛(dendrobium catenatum)；棕榈科植物，如枣椰(phoenix dactylifera)，油棕(elaeis guineensis)；睡莲科植物，如荷花(nelumbo nucifera)；罂粟科植物，如博落回(macleaya cordata)；桃金娘科植物，如syzygium oleosum；茜草科植物，如coffea canephora；茄科植物，如马铃薯(solanum tuberosum)，烟草(nicotiana tabacum)，美花烟草(nicotiana sylvestris)，gapsinam chilense；梧桐科植物，如可可树(theobroma cacao)；豆科植物，如花生(arachis hypogaea)；或
大叶藻科植物，如大叶藻(zostera marina)。7.如权利要求1～5任一所述，其特征在于，所述的lrk1的多肽的氨基酸序列选自下组：(i)具有seq id no:2所示氨基酸序列的多肽；(ii)将如seq id no:2所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代、缺失或添加而形成的，具有所述调控性状功能的、由(i)衍生的多肽；(iii)氨基酸序列与seq id no:2所示氨基酸序列的同源性≥85％，具有所述调控性状功能的多肽；(iv)seq id no:2所示氨基酸序列的多肽的活性片段；或(v)在seq id no:2所示氨基酸序列的多肽的n或c末端添加标签序列，或在其n末端添加信号肽序列后形成的多肽。8.如权利要求1～5任一所述，其特征在于，编码lrk1的核苷酸序列选自下组：(a)编码如seq id no:2所示多肽的多核苷酸；(b)序列如seq id no:1或seq id no:4所示的多核苷酸；(c)核苷酸序列与seq id no:1或seq id no:4所示序列的同源性≥90％的多核苷酸；(d)在seq id no:1或seq id no:4所示多核苷酸的5’端和/或3’端截短或添加1-60个核苷酸的多核苷酸；(e)与(a)-(d)任一所述的多核苷酸互补的多核苷酸。9.如权利要求8所述，其特征在于，lrk1基因或其启动子的核苷酸序列中，-242位为a。10.如权利要求2、4、5或9任一所述，其特征在于，lrk1基因的启动子包括如seq id no:3所示的核苷酸序列，或其同功能活性片段。11.一种lrk1基因的用途，用作鉴定植物的性状的分子标记物；所述性状包括：(i)植物叶片的暗呼吸速率，(ii)植物生长发育速度，(iii)植物产量、株高或分蘖，或(iv)植物高温耐性；其中，所述lrk1基因包括其同源物。12.如权利要求11所述的用途，其特征在于，通过分析植物中lrk1基因的表达量来确定鉴定植物的性状；若待测植物中lrk1基因的表达量等于或高于该类植物的lrk1基因的平均表达量，则其：(i)植物叶片的暗呼吸速率正常或高，(ii)植物生长发育正常或发育快，(iii)植物产量、株高或分蘖正常或高，或(iv)植物高温耐性正常或高；若待测植物中lrk1基因的表达量等于或低于该类植物的lrk1基因的平均表达量，则其性状不理想。13.一种定向选择性状改良的植物的方法，所述方法包括：分析植物中lrk1基因的表达量；若待测植物中lrk1基因的表达量高于该类植物的lrk1基因的平均表达量，则其：(i)植物叶片的暗呼吸速率高，(ii)植物生长发育快，(iii)植物产量、株高或分蘖高，或(iv)植物高温耐性好，其为性状改良的植物；其中，所述lrk1基因包括其同源物。14.如权利要求11～13任一所述，其特征在于，通过鉴定lrk1基因上游-242位的碱基的类型来鉴定lrk1基因的表达量，若-242位的碱基为a则说明lrk1基因的表达量正常或高，若-242位的碱基为t则说明lrk1基因的表达量低于正常值。15.一种鉴定植物中lrk1基因表达量高低的方法，包括：鉴定lrk1基因上游-242位的碱基的类型，若-242位的碱基为a则说明lrk1基因的表达量正常或高，若-242位的碱基为t则说明lrk1基因的表达量低于正常值。16.一种鉴定禾本科植物水稻的籼稻或粳稻品种的方法，所述方法包括：鉴定测试植物
lrk1基因中第-242位、709位、1479位、1806位、2621位的碱基，若-242位为a、709位为a、1479位为a、1806位为g、2621位为g，则该植物为籼稻的概率高。

技术总结
本发明提供了一种调控植物叶片暗呼吸的蛋白及其应用。本发明人确定了一种具有新功能的leucine rich repeat receptor kinase(LRK1)基因，该LRK1基因编码一个类受体激酶，其是控制夜间暗呼吸效率的关键基因。当提高LRK1基因的表达时，可显著改善植物的性状，包括：(i)提高植物叶片的暗呼吸速率，(ii)促进植物生长，(iii)增加植物产量、株高或分蘖，或(iv)提高植物高温耐性等。因此，该LRK1基因可以作为调控植物性状的靶标，应用于植物育种中。中。


技术研发人员：权利要求书3页说明书16页序列表12页附图6页
受保护的技术使用者：中国科学院分子植物科学卓越创新中心
技术研发日：2020.06.24
技术公布日：2022/1/10