[发明专利]一种大豆生育期E1基因及其编码蛋白

说明书

技术领域

本发明涉及一种大豆生育期E1基因及其编码蛋白。

背景技术

大豆为人类提供重要的植物蛋白质和油份。在世界范围内，北至高纬度的北欧瑞典和北美加拿大，南至巴西及阿根廷等广泛区域内均有大豆栽培，但单个品种或种质资源一般适宜种植的纬度跨度较小，这种区域适应性与大豆的生育期基因密切相关。迄今已发现了9个主要影响大豆开花期和成熟期(生育期)基因位点E1-E8和J。早在上世纪20年代，美国学者Owen就发现一对控制大豆熟性的主要遗传因子，并定名为E与e。其后，Bernard(1971)推测E与e为同一位点的不同等位基因，定名为E1/e1。E1位点对开花期与成熟期的贡献率高达50％～70％。大豆生育期基因E1不仅对大豆开花期与成熟期的影响最大，而且还与光周期反应密切相关。现代大豆基因组信息表明，E1基因位于第六染色体(Gm06)的着丝点附近，其遗传重组率极低，因而克隆难度极大。虽然人们先后用模式作物同源基因法或精细图谱定位法克隆出了E4、E3、Dt1和E2基因，但至今尚未见到成功克隆E1基因的相关报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种大豆生育期E1基因及其编码蛋白。

本发明的一种大豆生育期E1基因序列如序列表Seq ID No：1所示。

本发明的大豆生育期E1基因的编码蛋白的氨基酸序列如序列表Seq ID No：2所示。

本发明含有启动子区段的大豆生育期E1基因序列如序列表Seq ID No：3所示。

本发明含有启动子区段的大豆生育期E1基因如序列表Seq ID No：3所示(含E1基因的转录区段即全长cDNA，下划线表示)，其中，1～2668bp及3194～4332bp的序列分别为E1基因的5’与3’端启动子序列，2669bp～3193bp的序列为大豆生育期E1基因序列，2512～2668bp及3194～3349bp分别为编码大豆生育期E1基因全长cDNA的5’与3’端非翻译区；其中，启动子区段(如序列表Seq ID No：3所示的1～2668bp及3194～4332bp序列)来源于BAC克隆MiB42G1的序列AP011814，有关BAC克隆的筛选及测序参照Xia Z，Sato H，Watanabe S，Kawasaki S，Harada K(2005)Construction and characterization of a BAC library of soybean.Euphytica141：129-137。

本发明的有益效果：

本发明是在分子水平上首次成功地克隆出生育期基因E1。

本发明利用大豆品种Harosoy的两个不同近等基因系Harosoy-E1及Harosoy-e1间杂交所获得的遗传群体，通过图位克隆法，成功地将大豆生育期E1基因定位于着丝点附近的17.4Kb区域，该区域位于BAC克隆MiB42G1中序列AP011814中，并通过GenScan，GeneMark，FGENESH以及RiceGAAS确定出大豆生育期E1基因的序列的位置。本发明获得的E1基因编码区全长序列(Seq ID No：1)与phytozome(http://www.phytozome.net)中公布的Glyma06g23040.1(大豆基因组Glyma1.0版本的基因诠释)相对应，但是其序列并不一致，本发明获得的E1基因翻译的蛋白质具有174aa(Seq ID No：2)。通过转基因，验证了E1基因具有强烈抑制大豆开花的生理功能。

同时，通过同源比对，发现E1基因在拟南芥与水稻中没有同源基因，是豆科植物特有的基因，且目前尚没有关于E1及豆科作物中E1同源基因的克隆及功能验证的报导，生物信息学表明本发明的E1基因含有一个核定位信号(putative bipartite nuclear localization signal)，具有KKRK和RRR二元结构域，该二元结构域能够起到定位信号功能，能够使E1基因蛋白定位于(运输至)细胞核，在细胞核内起作用，分别位于序列表Seq ID No：2中的13-16及29-31位置。另外，E1基因还含有与拟南芥(Arabidopsis thaliana)和水稻中的粳稻(Oryza sativa)相似的B3结构域，并在氨基酸水平上具有21％～27％的相似度。