[发明专利]紫云英LEAFY基因及其应用

说明书

本发明提供了紫云英LEAFY基因及其应用，属于植物基因工程技术领域。所述紫云英LEAFY基因的cDNA序列如SEQ ID No.1所示，其编码蛋白序列如SEQ ID No.2所示。通过农杆菌介导法侵染盛花期拟南芥花表面，将该基因转入拟南芥中，得到转紫云英LEAFY基因拟南芥株系，结果发现转紫云英LEAFY基因拟南芥株系抽薹天数、开花天数显著早于野生型，开花数比野生型平均多1.79个。这表明了紫云英LEAFY基因与成花关系密切，其具有调节开花时间的功能，将该基因应用于紫云英性状改良，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于植物基因工程技术领域，具体地说，涉及紫云英LEAFY基因、其编码蛋白及其在花期调控中的应用。

背景技术

紫云英(Astragalussinicus L.)，豆科黄芪属越年生草本植物，原产中国，是重要的绿肥作物，同时也是优质的豆科牧草和蜜源植物，中国、韩国、日本等亚洲国家普遍种植。紫云英是重要的清洁有机肥源，在绿肥中占有相当高的比例，对优化土壤的理化性质，培肥土壤，改善土壤生态环境发挥着巨大作用。上世纪八十年代以来，随着化肥工业的发展，长期大量使用化肥、农药，单纯追求作物产量的耕作和施肥方式，使得土壤资源面临着严重的生产和生态危机。紫云英对土壤资源的可持续利用，具有重要意义，近年来，国家对于紫云英的科研和生产的投入大大增加。

成花是植物从营养生长向生殖生长的关键转换，同时也是是实现世代交替的中心环节，在很大程度上决定了植物繁殖的成功与否。紫云英按开花早晚可分特早花型、早花型、中花型和晚花型，开花时间直接决定了有效生长季的长短。作为绿肥，紫云英的种植和收获时间取决于主作物，保证紫云英产量的同时还要与主作物的生育期相协调。在合适的时间促使或避免开花，根据当地的耕作制度选育花期适当的品种是重要的育种目标。因此，成花基因研究对紫云英生长发育及遗传改良具有重要意义。但对于紫云英成花机制的研究，国内外均无深入的研究，开花相关基因在此过程中的作用还不清楚。

LEAFY基因是植物界所特有的基因，属于花原基分化特异性基因，控制着茎尖分生组织向花序分生组织的转变，它不属于目前所知道的任何一个基因家族。已公布的LEAFY基因序列比对发现，不同植物LEAFY同源基因编码区长度变化不大，最长的为拟南芥，长为1275bp，编码424个氨基酸，最短的为桉树，长为1080bp，编码359个氨基酸。LEAFY基因在植物成花过程中发挥重要作用，控制花序分生组织向花分生组织的转变，以及植物的开花时间。在成花转变中，LEAFY基因的参与是花分生组织形成的关键。LEAFY基因在成花前表达于叶原基，但是当其表达量积累到一定水平后则抑制叶原基的启动，抑制分生组织细胞向营养生长发育的转变，从而使更多分生组织细胞形成花原基。LEAFY基因在维持花分生组织的正常功能、花启动、防止花分生组织的逆转等过程中均起作用。在拟南芥中超表达该基因可以使侧枝转变为花，并能使花期提前。超表达该基因可以使本来8-10年开花的杨树经6-7个月的营养生长后就能开花。除此之外，该基因还在花序和花发育的各个阶段中发挥着作用，在高等植物的营养生长和生殖的各个阶段都有广泛的表达，在生殖阶段，表达量明显增大。

发明内容

本发明的目的是提供紫云英LEAFY基因及其应用。

本发明首先提供紫云英LEAFY基因，其具有：

1)SEQ ID No.1所示的核苷酸序列；或

2)SEQ ID No.1所示核苷酸序列经取代、缺失和/或增加一个或几个核苷酸；或

3)在严格条件下与1)限定的DNA序列杂交的核苷酸序列。

本发明提供了上述紫云英LEAFY基因编码的蛋白，其具有：

1)如SEQ ID No.2所示的氨基酸序列；或

2)SEQ ID No.2所示的氨基酸序列经取代、缺失和/或增加一个或多个氨基酸且具有同等活性的由1)衍生的蛋白质。