[发明专利]百子莲赤霉素合成双加氧酶APGA20ox蛋白及其编码基因和探针

说明书

技术领域

本发明涉及百子莲赤霉素合成途径中的关键酶及其编码基因和探针，具体涉及一种百子莲赤霉素合成双加氧酶APGA20ox蛋白及其编码基因和探针。

背景技术

观赏植物的株型是决定商品价值和观赏价值的重要因素之一。改变和定向调控株型，创造矮化紧凑的株型，可以增加观赏植物的商品价值和观赏价值，通过增加株高可以获得良好的切花性状。赤霉素（Gibberellin,GA）是决定植物茎的伸长的最重要的植物激素，赤霉素的合成和代谢直接调控植物的株型发育。赤霉素种类多样，生物合成途径十分复杂，仅有少数种类的GAs具有生物活性，中间产物大多不具备生物活性，在转化为活性GAs的过程中，必须有GAs合成的双加氧酶类参与，其中GA20ox双加氧酶参与GAs生物合成反应的多个步骤，具有重要的作用，GA20ox的突变体由于GA生物合成途径受阻，多表现为矮化性状。一些研究表明，通过调控GA20ox的表达可以显著改变植物株高，提高农作物抗性和产量，提高观赏植物商品价值。

GA20ox在一些植物中已被分离，如：杨树（Populus tomentosa）、拟南芥（Arabidopsis thaliana）、陆地棉（Gossypium hirsutum）、水稻（Oryza sativa）、矮牵牛（Petunia hybrida Vilm）、大麦（Hordeum vulgare）、菜豆（Phaseolus vulgaris）、玉米（Zea mays）等，但对于球根花卉百子莲（Agapanthus praecox），APGA20ox基因的克隆、表达模式及APGA20ox蛋白编码序列目前尚不清楚。在本发明被公布之前，未有任何与本专利申请中所提及的百子莲APGA20ox蛋白序列相关的文献报道。

发明内容

本发明的目的在于填补赤霉素合成双加氧酶APGA20ox基因家族成员的克隆、表达以及赤霉素合成双加氧酶APGA20ox蛋白的空白，提供了一种赤霉素合成双加氧酶蛋白APGA20ox，本发明还提供了一种编码上述蛋白质的核酸序列以及检测所述核酸序列的探针；本发明公开了百子莲APGA20ox蛋白及其核酸序列在百子莲不同器官、不同发育阶段的表达模式，为今后利用基因工程技术对APGA20ox基因表达的时空特性进行调控，从而改变株高、创造合理株型提供了理论依据，具有很大的应用价值。

一方面，本发明提供了具有百子莲赤霉素合成双加氧酶活性的蛋白质，所述蛋白质是由如SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；或由SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列经过取代、缺失或者添加一个或几个氨基酸且具有百子莲赤霉素合成双加氧酶活性的蛋白质。该多肽在百子莲发育的不同阶段，不同器官内的有无及活性大小存在较大差异。

优选的，所述蛋白质为SEQ ID NO.2所示氨基酸序列经过1～50个氨基酸的缺失、插入和/或取代，或者在C末端和/或N末端添加1～20个以内氨基酸而得到的序列。

进一步优选的，所述蛋白质为SEQ ID NO.2所示氨基酸序列中1～10个氨基酸被性质相似或相近的氨基酸所替换而形成的序列。

另一方面，本发明提供了一种编码上述蛋白质的核酸序列。

优选的，所述核酸序列具体为：（a）碱基序列如SEQ ID NO.1第1～1086位所示；或（b）与SEQ ID NO.1第1～1086位所示的核酸有至少70%的同源性的序列；或（c）能与SEQ ID NO.1第1～1086位所示的核酸进行杂交的序列。

优选的，所述核酸序列具体为SEQ ID NO.1第1～1086位所示的核酸序列中1～90个核苷酸的缺失、插入和/或取代，以及在5′和/或3′端添加60个以内核苷酸形成的序列。

此外，本发明还提供了一种检测上述核酸序列的探针，所述探针为具有上述核酸序列8～100个连续核苷酸的核酸分子，该探针可用于检测样品中是否存在编码百子莲APGA20ox相关的核酸分子。

本发明还涉及一种百子莲赤霉素合成双加氧酶APGA20ox蛋白编码基因的应用，其所述基因的碱基序列如SEQ ID NO.1第1～1086位所示，所示的应用是：通过基因工程对基因表达进行调控进而改变植株株高，获得新的百子莲株型。

优选地，所述应用具体为：通过常规手段提高APGA20ox蛋白编码基因的表达量，使得百子莲的株高增加，获得新的百子莲株型。