[发明专利]花期调控基因和相关载体及其应用

说明书

技术领域

本技术领域涉及植物育种和遗传学，特别是涉及用于调控植物开花期和/或抽穗期的重组DNA构建体和调控植物开花期和/或抽穗期的方法。

发明背景

植物的生长周期通常包括营养生长期和生殖生长期，从营养生长到生殖生长的转变受到多种开花信号的影响，而开花信号受到诸如基因型的遗传因子和诸如光周期和光强度的环境因子等多种因素的影响(Dung等，Theoretical and Applied Genetics,97：714-720(1998))。

开花期或抽穗期是重要的农业性状，是植物分布和地域适应性的重要决定因素。大部分被子植物品种响应诸如日照长度和温度等环境刺激和包括发育时期在内的内部信号的诱导开花。

从遗传的角度来看，植物中存在两种表型变化，控制营养生长和成花生长。第一种遗传改变包括从营养到成花状态的转换，如果这种遗传改变不能正常发挥作用，那么将不会出现开花；第二个遗传事件是形成花。植物器官的顺序发育的观察表明存在一个遗传机制调控一系列基因依次被的开启和关闭。

两个远亲双子叶植物拟南芥和金鱼草属植物研究，鉴定了三类同源异型基因，单独或联合决定花器官特征(Bowman等,Development，112：1(1991)；Carpenter和Coen，Genes Devl.，4：1483(1990)；Schwarz-Sommer等，Science，250：931(1990))，其中的一些基因是转录因子，其保守DNA结合结构域被指定为MADS盒(Schwarz-Sommer等，supra)。

控制花分生组织特征的早期活性基因也被分析确定。在拟南芥和金鱼草属植物中，花分生组织源于花序分生组织。控制分生组织细胞发育成花的两个因子是已知的，拟南芥中为LEAFY基因的产物(Weige等，Cell 69：843(1992))和APETALA1基因的产物(Mandel等，Nature 360：273(1992))。当其中任何一个基因被突变失活时，花或花序的结构特征发生改变(Weigel，et al.，supra；Irish和Sussex，Plant Cell,2：741(1990))。在金鱼草属植物中，与拟南芥LEAFY基因同源的基因为FLORICAULA(Coen等，Cell，63：1311(1990))和APETALA1基因的同源基因SQUAMOSA(Huijser等，EMBO J.，11：1239(1992))。后两个因子包含MADS盒结构域。

有效的开花在植物中是很重要的，尤其是当预期的产品是花或由此产生的种子时。促进或延缓开花的起始对农民或种子生产者是有用的，理解影响开花的遗传机制为改变目标植物开花特征提供了方法。多种植物中开花对作物生产非常重要，基本上所有农作物都是种子长成的，谷物是重要的例子，水稻和玉米是温带气候区最重要农艺作物，小麦、大麦、燕麦和黑麦是温带气候区的重要农作物。重要的种子产品是含油种子芸苔、加拿大油菜、糖用甜菜、玉米、向日葵、大豆和高粱。控制开花时间在园艺中很重要，开花时间可以控制的园艺作物包括莴苣、菊苣和包括卷心菜、花椰菜和菜花的蔬菜芸苔，和康乃馨和天竺葵。

发明概述

一方面，本发明包括一个分离的调控植物开花时间的多核苷酸，其包括：(a)一种多核苷酸，其核苷酸序列与SEQ ID NO：2和5的序列一致性至少为85％；(b)一种多核苷酸，其核苷酸序列与SEQ ID NO：3和6的序列一致性至少为85％；(c)一种多核苷酸，其编码的多肽的氨基酸序列与SEQ ID NO：4或7的序列一致性至少为90％；或(d)(a)、(b)或(c)核苷酸序列的全长互补序列，其中在植物中，过量表达所述的多核苷酸促进营养生长向生殖生长的转变，降低所述多核苷酸的表达量延长营养生长向生殖生长的转变时间。核苷酸序列包括其包括SEQ ID NO：2、SEQ ID NO：3、SEQ ID NO：5或SEQ ID NO：6的核苷酸序列。多肽的氨基酸序列包括SEQ ID NO：4或SEQ ID NO：7。