蛋白质GMGATA44在调控植物粒重中的应用.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201611127118.6

申请日:

2016.12.09

公开号:

CN106397562A

公开日:

2017.02.15

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情:

实质审查的生效IPC(主分类):C07K 14/415申请日:20161209|||公开

IPC分类号:

C07K14/415; C12N15/29; C12N15/82; A01H5/00

主分类号:

C07K14/415

申请人:

中国农业科学院油料作物研究所

发明人:

张婵娟; 郝青南; 陈李淼; 袁松丽; 陈海峰; 单志慧; 杨中路; 张晓娟; 邱德珍; 陈水莲; 周新安

地址:

430062 湖北省武汉市武昌区徐东二路2号

优先权:

专利代理机构:

北京纪凯知识产权代理有限公司 11245

代理人:

关畅;何叶喧

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内容摘要

本发明公开了蛋白质GmGATA44在调控植物粒重中的应用。本发明所述蛋白质GmGATA44为a1)或a2)或a3):a1)氨基酸序列是序列表中序列2所示的蛋白质;a2)在序列表中序列2所示的蛋白质的N端或/和C端连接标签得到的融合蛋白质;a3)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/或添加得到的与植物粒重相关的蛋白质。粒重可为百粒重。实验证明,将编码蛋白质GmGATA44的基因导入天隆一号,获得的转GmGATA44基因大豆的百粒重显著提高。因此,蛋白质GmGATA44在调控大豆粒重中具有重要的应用价值。

权利要求书

1.蛋白质GmGATA44在调控植物粒重中的应用;所述蛋白质GmGATA44为a1)或a2)或a3):
a1)氨基酸序列是序列表中序列2所示的蛋白质;
a2)在序列表中序列2所示的蛋白质的N端或/和C端连接标签得到的融合蛋白质;
a3)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/或添加得到的与植物粒重相关的蛋白质。
2.编码权利要求1所述蛋白质GmGATA44的核酸分子在调控植物粒重中的应用。
3.如权利要求2所述的应用,其特征在于:编码权利要求1所述蛋白质GmGATA44的核酸
分子为如下b1)或b2)或b3)或b4)所示的DNA分子:
b1)编码区如序列表中序列1所示的DNA分子;
b2)核苷酸序列是序列表中序列1所示的DNA分子;
b3)与b1)或(b2)限定的核苷酸序列具有75%或75%以上同一性,且编码权利要求1所
述蛋白质GmGATA44的DNA分子;
b4)在严格条件下与(b1)或(b2)限定的核苷酸序列杂交,且编码权利要求1所述蛋白质
GmGATA44的DNA分子。
4.如权利要求1至3任一所述的应用,其特征在于:所述调控植物粒重为增加植物粒重。
5.如权利要求1至3任一所述的应用,其特征在于:所述粒重为百粒重。
6.一种培育转基因植物的方法,包括向受体植物中导入编码权利要求1所述蛋白质
GmGATA44的核酸分子,得到转基因植物的步骤;所述转基因植物与所述受体植物相比粒重
增加。
7.如权利要求6所述的方法,其特征在于:编码权利要求1所述蛋白质GmGATA44的核酸
分子为如下b1)或b2)或b3)或b4)所示的DNA分子:
b1)编码区如序列表中序列1所示的DNA分子;
b2)核苷酸序列是序列表中序列1所示的DNA分子;
b3)与b1)或(b2)限定的核苷酸序列具有75%或75%以上同一性,且编码权利要求1所
述蛋白质GmGATA44的DNA分子;
b4)在严格条件下与(b1)或(b2)限定的核苷酸序列杂交,且编码权利要求1所述蛋白质
GmGATA44的DNA分子。
8.一种植物育种方法,包括如下步骤:增加植物中权利要求1所述蛋白质GmGATA44的含
量或活性,从而增加植物的粒重。
9.如权利要求6至8任一所述的方法,其特征在于:所述粒重为百粒重。
10.如权利要求1至5任一所述的应用,或权利要求6至9任一所述的方法,其特征在于:
所述植物为如下c1)至c6)中的任一种:
c1)双子叶植物;
c2)单子叶植物;
c3)豆科植物;
c4)大豆;
c5)大豆品种天隆一号;
c6)大豆耐低氮品种坡黄。

说明书

蛋白质GmGATA44在调控植物粒重中的应用

技术领域

本发明涉及生物技术领域,具体涉及蛋白质GmGATA44在调控植物粒重中的应用。

背景技术

大豆(Glycine max(L.)Merr.)是优质的植物蛋白资源,也是健康的食用植物油
源。目前,我国大豆平均亩产120公斤,而美国平均亩产214公斤,巴西平均亩产191公斤,阿
根廷平均亩产185公斤。我国居民对高蛋白食品需求日益增加,国产大豆是食用大豆的主
体。为了满足居民对植物蛋白的需求,提高国内大豆产量势在必行。

提高大豆产量主要是通过提高单株粒数和百粒重来实现(刘玉库等,2006),其中
百粒重是影响大豆单产的重要农艺性状。因此,挖掘调控植物百粒重的基因对大豆育种具
有重要的意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何提高植物粒重。

为解决上述技术问题,本发明首先提供了蛋白质GmGATA44在调控植物粒重中的应
用;所述蛋白质GmGATA44可为a1)或a2)或a3):

a1)氨基酸序列是序列表中序列2所示的蛋白质;

a2)在序列表中序列2所示的蛋白质的N端或/和C端连接标签得到的融合蛋白质;

a3)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/或添加得到的与植物粒重相关的蛋白质。

其中,序列表中序列2由314个氨基酸残基组成。

为了使a1)中的蛋白质便于纯化,可在序列表中序列2所示的蛋白质的氨基末端或
羧基末端连接上如表1所示的标签。

表1标签的序列

标签
残基
序列
Poly-Arg
5-6(通常为5个)
RRRRR
FLAG
8
DYKDDDDK
Strep-tag II
8
WSHPQFEK
c-myc
10
EQKLISEEDL

上述a3)中的蛋白质,所述一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加为
不超过10个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加。

上述a3)中的蛋白质可人工合成,也可先合成其编码基因,再进行生物表达得到。

上述a3)中的蛋白质的编码基因可通过将序列表中序列1所示的DNA序列中缺失一
个或几个氨基酸残基的密码子,和/或进行一个或几个碱基对的错义突变,和/或在其5′端
和/或3′端连上表1所示的标签的编码序列得到。

编码所述蛋白质GmGATA44的核酸分子在调控植物粒重中的应用也属于本发明的
保护范围。

编码所述蛋白质GmGATA44的核酸分子可为如下b1)或b2)或b3)或b4)所示的DNA分
子:

b1)编码区如序列表中序列1所示的DNA分子;

b2)核苷酸序列是序列表中序列1所示的DNA分子;

b3)与b1)或(b2)限定的核苷酸序列具有75%或75%以上同一性,且编码所述蛋白
质GmGATA44的DNA分子;

b4)在严格条件下与(b1)或(b2)限定的核苷酸序列杂交,且编码所述蛋白质
GmGATA44的DNA分子。

其中,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mRNA或hnRNA等。

其中,序列表中序列1由945个核苷酸组成,序列表中序列1的核苷酸编码序列表中
序列2所示的氨基酸序列。

本领域普通技术人员可以很容易地采用已知的方法,例如定向进化和点突变的方
法,对本发明的编码所述蛋白质GmGATA44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所述蛋白质GmGATA44的核苷酸序列75%或者更高同一性的核苷酸,
只要编码所述蛋白质GmGATA44,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。

这里使用的术语“同一性”指与天然核酸序列的序列相似性。“同一性”包括与本发
明的编码序列表的序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质GmGATA44的核苷酸序列具有75%
或更高,或80%或更高,或85%或更高,或90%或更高,或95%或更高同一性的核苷酸序列。
同一性可以用肉眼或计算机软件进行评价。使用计算机软件,两个或多个序列之间的同一
性可以用百分比(%)表示,其可以用来评价相关序列之间的同一性。

上述应用中,所述调控植物粒重可为增加植物粒重。

上述应用中,所述粒重可为百粒重。

为解决上述技术问题,本发明还提供了一种培育转基因植物的方法。

本发明所提供的培育转基因植物的方法,可包括向受体植物中导入编码所述蛋白
质GmGATA44的核酸分子,得到转基因植物的步骤;所述转基因植物与所述受体植物相比粒
重增加。

上述方法中,编码所述蛋白质GmGATA44的核酸分子可为如下b1)或b2)或b3)或b4)
所示的DNA分子:

b1)编码区如序列表中序列1所示的DNA分子;

b2)核苷酸序列是序列表中序列1所示的DNA分子;

b3)与b1)或(b2)限定的核苷酸序列具有75%或75%以上同一性,且编码所述蛋白
质GmGATA44的DNA分子;

b4)在严格条件下与(b1)或(b2)限定的核苷酸序列杂交,且编码所述蛋白质
GmGATA44的DNA分子。

其中,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mRNA或hnRNA等。

其中,序列表中序列1由945个核苷酸组成,序列表中序列1的核苷酸编码序列表中
序列2所示的氨基酸序列。

为解决上述技术问题,本发明还提供了一种植物育种方法。

本发明所提供的植物育种方法,可包括如下步骤:增加植物中所述蛋白质
GmGATA44的含量或活性,从而增加植物的粒重。

上述任一所述方法中,所述粒重可为百粒重。

上述任一所述方法中,所述植物可为如下c1)至c6)中的任一种:

c1)双子叶植物;

c2)单子叶植物;

c3)豆科植物;

c4)大豆;

c5)大豆品种天隆一号;

c6)大豆耐低氮品种坡黄。

实验证明,将编码蛋白质GmGATA44的基因导入天隆一号,获得的转GmGATA44基因
大豆。与天隆一号相比,转GmGATA44基因大豆的T3代种子的百粒重显著提高。因此,蛋白质
GmGATA44在调控大豆粒重中具有重要的应用价值。

附图说明

图1为组织表达模式分析结果。

图2为亚细胞定位分析结果。

图3为转GmGATA44基因大豆的检测结果。

图4为百粒重的统计结果。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述,给出的实施例仅为了阐
明本发明,而不是为了限制本发明的范围。

下述实施例中的实验方法,如无特殊说明,均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。

大豆耐低氮品种坡黄记载于如下文献中:郝青南,王程,陈水莲等.大豆苗期氮高
效和氮敏感资源的筛选研究.大豆科学,2011,30(6):910-920。大豆耐低氮品种坡黄在下文
中简称坡黄。

大豆品种天隆一号记载于如下文献中:王瑞珍,杨中路,周新安等.高产优质春大
豆天隆一号的引种与推广应用.大豆科技,2015,5:6-10.,其母本为中豆32,父本为中豆29,
为中国农业科学院油料作物研究所经有性杂交和系谱法选育而成。大豆品种天隆一号在下
文中简称天隆一号。

载体pMD18-T为TaKaRa公司的产品,产品目录号为6011。SYBR Premix Ex Taq I I
试剂盒为TaKaRa公司的产品,产品目录号RR820A。2×SYBR Premix Ex Taq II和50×ROX
Reference Dye II均为SYBR Premix Ex Taq II试剂盒中的组件。

载体pBI221-GFP记载于如下文献中:Huang WJ,Sun W,Lv HY et al.A R2R3-MYB
transcription factor from Epimedium sagittatum regulates the flavonoid
biosynthetic pathway.PLoS One,2013,8(8):e70778.doi:10.1371.

入门载体pGWC记载于如下文献中:Chen QJ,Zhou HM,Chen J et al.Using a
modified TA cloning method to creat entry clones.Analyical Biochemistry,2006,
358(1):120-125.

载体pB2GW7记载于如下文献中:Kar imi M,InzéD,Depicker A.GATEWAY vectors
for Agrobacterium-mediated plant transformation.Trends in Plant Science,2002,
7(5):193-195.

实施例1、GmGATA44基因的克隆

1、提取坡黄叶片组织的总RNA,然后将该总RNA用逆转录酶反转录出第一链cDNA,
即得到坡黄叶片组织的cDNA。

2、以步骤1得到的坡黄叶片组织的cDNA为模板,以5’-GTGTTTTTATGTGTGTTCTCCCA-
3’和5’-GTGAAGCGGTGGTAGCTCTAG-3’为引物进行PCR扩增,得到约1kb的PCR扩增产物。

3、将步骤2得到的PCR扩增产物和载体pMD18-T连接,得到重组质粒pMD18-T-
GmGATA44。

对重组质粒pMD18-T-GmGATA44进行测序。测序结果表明,重组质粒pMD18-T-
GmGATA44中含有序列表中序列1所示的DNA分子(以下命名为GmGATA44基因)。

实施例2、组织表达模式分析

1、提取处于成株期的坡黄材料(坡黄根、坡黄茎、坡黄幼嫩叶片、坡黄成熟花或坡
黄幼嫩种子)的总RNA,将该总RNA用逆转录酶反转录出第一链cDNA,得到坡黄材料的cDNA。

2、以步骤1得到的坡黄材料的cDNA为模板,使用SYBR Premix Ex Taq II试剂盒检
测坡黄材料中GmGATA44基因的相对表达量(以GmACT11基因作为内参基因)。

检测GmGATA44基因的引物为正向引物1:5’-GTCGCTTTGCAATGCCTGC-3’和反向引物
1:5’-GCTTCCACAATAACTGCTCCATC-3’,目的片段如序列表中序列1自5’末端起第591位至第
692位所示。检测GmACT11基因的引物为正向引物2:5’-ATCTTGACTGAGCGTGGTTATTCC-3’和反
向引物2:5’-GCTGGTCCTGGCTGTCTCC-3’。

反应体系为20μL,由10μL 2×SYBR Premix Ex Taq II、0.6μL浓度为10μM的正向
引物、0.6μL浓度为10μM的反向引物、0.4μL 50×ROX Reference Dye II、2μL坡黄材料的
cDNA和6.4μL无核酸酶水组成。

荧光定量PCR检测的反应程序为:95℃预变性15min;95℃变性10sec,60℃退火
15sec,72℃延伸20sec,40个循环。

以坡黄幼嫩叶片中GmGATA44基因的相对表达量作为1,其它坡黄材料中GmGATA44
基因的相对表达量见图1(1为坡黄幼嫩叶片,2为坡黄根,3为坡黄茎,4为坡黄成熟花,5为坡
黄幼嫩种子)。结果表明,GmGATA44基因在坡黄幼嫩叶片中的相对表达量较高,在坡黄根、坡
黄茎、坡黄成熟花和坡黄幼嫩种子中的相对表达量均极低。

实施例3、亚细胞定位分析

一、重组质粒pBI221-GmGATA44的构建

1、以实施例1步骤3得到的重组质粒pMD18-T-GmGATA44为模板,以5’-
CGGGATCCATGATTCCAGCCTATCGCCA-3’(下划线为限制性内切酶BamHI的识别位点)和5’-
GCGTCGACATGAACAAGGCCATAAGATAA-3’(下划线为限制性内切酶SalI的识别位点)为引物进
行PCR扩增,得到约960bp的PCR扩增产物。

2、用限制性内切酶BamHI和SalI双酶切步骤1得到的PCR扩增产物,回收约960bp的
片段甲。

3、用限制性内切酶BamHI和SalI双酶切载体pBI221-GFP,回收约4.5kb的载体骨架
甲。

4、将片段甲和载体骨架甲连接,得到重组质粒pBI221-GmGATA44。

根据测序结果,对重组质粒pBI221-GmGATA44进行结构描述如下:向载体pBI221-
GFP的BamHI和SalI酶切位点之间插入核苷酸序列是序列表中的序列1自5’末端起第1位至
第942位所示的DNA分子。

二、亚细胞定位分析

1、用镊子剥取洋葱内表皮,分割成小块(1cm×1cm),然后置于MS固体培养基上。

2、完成步骤1后,采用基因枪介导的遗传转化方法(Zheng L L,Gao Z,Wang J,et
al.Molecular cloning and functional characterization of a novel CBL-
interacting protein kinase NtCIPK2in the halophyte Nitrariatangutorum[J]
.Genetics and Molecular Research,2014,13(3):4716-4728.),将重组质粒pBI221-
GmGATA44转化洋葱内表皮。

3、完成步骤2后,取所述洋葱内表皮,置于MS固体培养基上25℃暗培养24h;然后置
于载玻片上,在激光共聚焦显微镜下观察;待观察到荧光后,在所述洋葱内表皮上滴加
0.5mol/L的NaCl水溶液(目的为进行质壁分离),然后继续在激光共聚焦显微镜下观察。

按照上述方法,将重组质粒pBI221-GmGATA44替换为载体pBI221-GFP,其它步骤均
不变,在共聚焦显微镜下观察,作为对照。

实验结果见图2(a和b为白光,c和d为紫外光,e和f为白光和紫外光的叠加,a、c和e
为重组质粒pBI221-GmGATA44,b、d和f为载体pBI221-GFP):载体pBI221-GFP转化洋葱内表
皮后,在细胞核、细胞质和细胞膜上均可观察到绿色荧光;重组质粒pBI221-GmGATA44转化
洋葱内表皮后,仅在细胞核上观察到绿色荧光。因此,GmGATA44蛋白定位在细胞核。

实施例4、转GmGATA44基因大豆的获得及其鉴定

一、重组质粒pB2GW7-GmGATA44和重组农杆菌的构建

1、重组质粒pB2GW7-GmGATA44的构建

(1)以实施例1步骤3中的重组质粒pMD18-T-GmGATA44为模板,以5’-
ATGATTCCAGCCTATCGCC-3’和5’-TCAATGAACAAGGCCATAAGATA-3’为引物,进行PCR扩增,得到
约950bp的PCR扩增产物。

(2)用限制性内切酶AhdI酶切入门载体pGWC,回收约2500bp的载体骨架1。

(3)完成步骤(2)后,将步骤(1)得到的PCR扩增产物和载体骨架1连接,得到重组质
粒pGWC-GmGATA44。

(4)完成步骤(3)后,将重组质粒pGWC-GmGATA44和载体pB2GW7进行LR重组反应,得
到重组质粒pB2GW7-GmGATA44。

对重组质粒pB2GW7-GmGATA44进行测序。测序结果表明,重组质粒pB2GW7-
GmGATA44中含有序列表中序列1所示的DNA分子,表达序列表中序列2所示的蛋白质(以下命
名为GmGATA44蛋白或蛋白质GmGATA44)。

2、重组农杆菌的构建

将重组质粒pB2GW7-GmGATA44导入根癌农杆菌EHA105,得到重组农杆菌,命名为
EHA105/pB2GW7-GmGATA44。

将载体pB2GW7导入根癌农杆菌EHA105,得到重组农杆菌,命名为EHA105/pB2GW7。

二、T0代拟转GmGATA44基因大豆的获得

采用农杆菌介导的大豆子叶节遗传转化方法(Paz M,Martinez JC,Kalvig AB e
t al.Improved cotyledonary node method using an alternative explant derived
from mature seed for efficient Agrobacterium-mediated soybean
transformation.Plant Cell Reports,2006,25(3):206-213),将EHA105/pB2GW7-
GmGATA44转化天隆一号(转化过程中,用除草剂进行筛选),获得T0代拟转GmGATA44基因大
豆。

按照上述方法,将EHA105/pB2GW7-GmGATA44替换为EHA105/pB2GW7,其它步骤均不
变,得到T0代转空载体大豆,以下简称转空载体大豆。

三、拟转GmGATA44基因大豆的检测

1、分子水平检测

随机选取4个T0代拟转GmGATA44基因大豆植株(分别命名为植株1、植株2、植株3和
植株4)进行分子水平检测。

待测大豆为植株1、植株2、植株3、植株4、天隆一号或转空载体大豆。

以待测大豆叶片组织的基因组DNA为模板,以5’-CATTTGGAGAGGACTCCGG-3’和5’-
CCTATAAGAACCCTAATTCC-3’为引物进行PCR扩增,得到PCR扩增产物,然后进行如下判断:如
果PCR扩增产物中含有大小为1.4kb的条带,则待测大豆即为转GmGATA44基因大豆;如果PCR
扩增产物中不含有大小为1.4kb的条带,则待测大豆即为非转GmGATA44基因大豆。

按照上述方法,将待测大豆叶片组织的基因组DNA替换为重组质粒pB2GW7-
GmGATA44,其它步骤均不变,作为阳性对照。

部分实验结果见图3中a(M为DNA分子Marker,1为植株1,2为植株2,3为植株3,4为
植株4,5为天隆一号,6为重组质粒pB2GW7-GmGATA44)。结果表明,转空载体大豆和天隆一号
的PCR扩增产物中均不含有大小为1.4kb的条带,植株1、植株2、植株3和植株4的PCR扩增产
物中均含有大小为1.4kb的条带。

2、蛋白水平检测

完成步骤1后,采用Bar免疫检测试剂盒对植株1、植株2、植株3和植株4进行蛋白水
平检测。Bar免疫检测试剂盒为美国Envirologix公司的产品,产品目录号为AS013LS。检测
试纸条、离心管、研磨棒和EB2抽屉缓冲液均为Bar免疫检测试剂盒中的组件。

(1)处理液的获得

待测大豆为植株1、植株2、植株3、植株4、天隆一号或转空载体大豆。

取待测大豆的叶片0.1g,置于离心管中,先用力旋转研磨棒20-30s(目的为捣碎叶
片),然后加入500μL EB2抽提缓冲液,用力旋转研磨棒20-30s,得到处理液。

(2)检测

将检测试纸条恢复至室温,然后垂直插入处理液(浸入深度约为0.5cm),10min后
取出放平阅读检测结果。

(3)结果判断

检测线及对照线一般可在3-7min内出现,检测标准为:在检测试纸条上仅出现一
条紫红色条带,即一条紫红色质控线,为阴性结果;在检测试纸条上出现两条紫红色条带,
一条为紫红色检测线,一条为紫红色质控线,此为阳性结果。凡能得到两条紫红色条带的待
测大豆即为转GmGATA44基因大豆;凡能得到一条紫红色条带的待测大豆即为非转GmGATA44
基因大豆。

部分实验结果见图3中b(WT为天隆一号,1为植株1,2为植株2,3为植株3,4为植株
4)。结果表明,转空载体大豆和天隆一号在检测试纸条上均仅出现一条紫红色条带,植株1、
植株2、植株3和植株4在检测试纸条上均出现两条紫红色条带。

上述结果表明,植株1、植株2、植株3和植株4均为转GmGATA44基因大豆植株。

每个转GmGATA44基因大豆植株及其后代均为一个株系。将植株1及其后代的株系
命名为GATA44OX-1,将植株2及其后代的株系命名为GATA44OX-2。

将植株1经连续两代自交,获得T2代GATA44OX-1的纯合株系。

将植株2经连续两代自交,获得T2代GATA44OX-2的纯合株系。

将转空载体大豆经连续两代自交后,获得T2代纯合转空载体大豆。

四、转GmGATA44基因大豆植株的实时定量PCR检测

待测大豆为GATA44OX-1的T2代纯合植株、GATA44OX-2的T2代纯合植株、天隆一号或
T2代纯合转空载体大豆。

1、提取处于幼苗期的待测大豆叶片组织的总RNA,将该总RNA用逆转录酶反转录出
第一链cDNA,得到待测大豆的cDNA。

2、以步骤1得到的待测大豆的cDNA为模板,使用SYBR Premix Ex Taq II试剂盒检
测待测大豆中GmGATA44基因的相对表达量(以GmACT11基因作为内参基因)。

检测GmGATA44基因的引物为正向引物1:5’-GTCGCTTTGCAATGCCTGC-3’和反向引物
1:5’-GCTTCCACAATAACTGCTCCATC-3’,目的片段如序列表中序列1自5’末端起第591位至第
692位所示。检测GmACT11基因的引物为正向引物2:5’-ATCTTGACTGAGCGTGGTTATTCC-3’和反
向引物2:5’-GCTGGTCCTGGCTGTCTCC-3’。

反应体系为20μL,由10μL 2×SYBR Premix Ex Taq II、0.6μL浓度为10μM的正向
引物、0.6μL浓度为10μM的反向引物、0.4μL 50×ROX Reference Dye II、2μL坡黄材料的
cDNA和6.4μL无核酸酶水组成。

荧光定量PCR检测的反应程序为:95℃预变性15min;95℃变性10sec,60℃退火
15sec,72℃延伸20sec,40个循环。

以天隆一号中的GmGATA44基因的相对表达量作为1,GATA44OX-1的T2代纯合植株、
GATA44OX-2的T2代纯合植株或T2代纯合转空载体大豆中GmGATA44基因的相对表达量部分结
果见图3中c(WT为天隆一号)。结果表明,与天隆一号相比,GATA44OX-1的T2代纯合植株和
GATA44OX-2的T2代纯合植株中GmGATA44基因的相对表达量显著提高,T2代纯合转空载体大
豆中GmGATA44基因的相对表达量无显著差异。

五、统计转GmGATA44基因大豆的百粒重

将30株待测大豆材料(T2代GATA44OX-1纯合株系、T2代GATA44OX-2纯合株系、天隆
一号或T2代纯合转空载体大豆)种植于中国农业科学院油料作物研究所转基因圃(株距
10cm,行距40cm),成熟后将种子收获并晾干。随机取100粒成熟种子作为样品1。随机取100
粒成熟种子作为样品2。随机取100粒成熟种子作为样品3。将样品1、样品2和样品3先分别称
重,再取平均值,得到待测大豆材料种子的百粒重。

实验结果见图4(WT为天隆一号)。结果表明,与天隆一号种子相比,T2代GATA44OX-
1纯合株系的种子和T2代GATA44OX-2纯合株系的种子的百粒重显著提高(分别增加了
12.9%和33.3%),T2代纯合转空载体大豆的种子的百粒重无显著差异。

上述结果表明,蛋白质GmGATA44在调控大豆粒重(如百粒重)中具有重要的应用价
值。

<110> 中国农业科学院油料作物研究所

<120> 蛋白质GmGATA44在调控植物粒重中的应用

<160> 2

<170> PatentIn version 3.5

<210> 1

<211> 945

<212> DNA

<213> 大豆(Glycine max(L.)Merr.)

<400> 1

atgattccag cctatcgcca ctcagtatct tctgttatgc ctctggatct taatgaagat 60

caaaaccacg agttcttcag tccaattcat cacccttcct cttcgttttc ttctctatct 120

tcatcatatc ctattctctt caacccgcca aatcaagatc aagaagctcg atcatacgac 180

tgggaaacaa caaagcactt accaagtcat gaagaagagg ctgagaagat tatccctact 240

agtggatcat ggggtcactc ggtggaagaa agtgagcata aggtgacagt ttggagaaaa 300

gaagagagga atgaaaatct tgctgaagat ggttcggtga agtggatgcc ttcgaagatg 360

agaattatgc ggaagatgtt ggtgtccaat caaactgatg catacacttc agacaacaac 420

actacgcaca agtttgatga tcataaacaa caactgtcgt caccgcttgg aattgatgat 480

aacagcagca acaactattc agacaaaagt aacaacagta ttgttagggt ttgttctgat 540

tgccacacca ccaagactcc tctatggagg agtggaccaa gaggccccaa gtcgctttgc 600

aatgcctgcg gaattcgaca aaggaaggca agacgagcca tggcagctgc tgcggcggca 660

gcattgggag atggagcagt tattgtggaa gctgagaaat ctgtgaaggg aaagaagttg 720

cagaagaaga aagagaagaa gacaagaatt gagggtgcag ctcagatgaa aatgaagcgg 780

aagcttggag ttggagcaaa ggcatcacaa agtagaaaca agtttggttt tgaggatttg 840

acattgcgct tgagaaagaa cttggctatg catcaagttt tccctcagga cgagaaggag 900

gctgcgatcc tcctcatggc tttatcttat ggccttgttc attga 945

<210> 2

<211> 314

<212> PRT

<213> 大豆(Glycine max(L.)Merr.)

<400> 2

Met Ile Pro Ala Tyr Arg His Ser Val Ser Ser Val Met Pro Leu Asp

1 5 10 15

Leu Asn Glu Asp Gln Asn His Glu Phe Phe Ser Pro Ile His His Pro

20 25 30

Ser Ser Ser Phe Ser Ser Leu Ser Ser Ser Tyr Pro Ile Leu Phe Asn

35 40 45

Pro Pro Asn Gln Asp Gln Glu Ala Arg Ser Tyr Asp Trp Glu Thr Thr

50 55 60

Lys His Leu Pro Ser His Glu Glu Glu Ala Glu Lys Ile Ile Pro Thr

65 70 75 80

Ser Gly Ser Trp Gly His Ser Val Glu Glu Ser Glu His Lys Val Thr

85 90 95

Val Trp Arg Lys Glu Glu Arg Asn Glu Asn Leu Ala Glu Asp Gly Ser

100 105 110

Val Lys Trp Met Pro Ser Lys Met Arg Ile Met Arg Lys Met Leu Val

115 120 125

Ser Asn Gln Thr Asp Ala Tyr Thr Ser Asp Asn Asn Thr Thr His Lys

130 135 140

Phe Asp Asp His Lys Gln Gln Leu Ser Ser Pro Leu Gly Ile Asp Asp

145 150 155 160

Asn Ser Ser Asn Asn Tyr Ser Asp Lys Ser Asn Asn Ser Ile Val Arg

165 170 175

Val Cys Ser Asp Cys His Thr Thr Lys Thr Pro Leu Trp Arg Ser Gly

180 185 190

Pro Arg Gly Pro Lys Ser Leu Cys Asn Ala Cys Gly Ile Arg Gln Arg

195 200 205

Lys Ala Arg Arg Ala Met Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala Leu Gly Asp

210 215 220

Gly Ala Val Ile Val Glu Ala Glu Lys Ser Val Lys Gly Lys Lys Leu

225 230 235 240

Gln Lys Lys Lys Glu Lys Lys Thr Arg Ile Glu Gly Ala Ala Gln Met

245 250 255

Lys Met Lys Arg Lys Leu Gly Val Gly Ala Lys Ala Ser Gln Ser Arg

260 265 270

Asn Lys Phe Gly Phe Glu Asp Leu Thr Leu Arg Leu Arg Lys Asn Leu

275 280 285

Ala Met His Gln Val Phe Pro Gln Asp Glu Lys Glu Ala Ala Ile Leu

290 295 300

Leu Met Ala Leu Ser Tyr Gly Leu Val His

305 310

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本发明公开了蛋白质GmGATA44在调控植物粒重中的应用。本发明所述蛋白质GmGATA44为a1)或a2)或a3):a1)氨基酸序列是序列表中序列2所示的蛋白质;a2)在序列表中序列2所示的蛋白质的N端或/和C端连接标签得到的融合蛋白质;a3)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/或添加得到的与植物粒重相关的蛋白质。粒重可为百粒重。实验证明,将编码蛋白质GmG。

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