[发明专利]蜡梅CpWRI-L4基因及其编码的蛋白与应用

说明书

本发明涉及植物分子生物学领域，具体涉及蜡梅CpWRI‑L4基因及其编码的蛋白与应用。本发明克隆得到克隆得到蜡梅CpWRI‑L4基因序列，序列长度为1203bp，包含1038bp的完整开放阅读框。将构建好的过表达载体35S::CpWRI‑L4对拟南芥花序进行浸染，发现单株的抽葶时间、第一朵花开放时间和第一个果荚出现时间均提前于野生型拟南芥植株；但是各过表达拟南芥植株的莲座叶数量相对于WT植株显著减少，株高也有明显降低。对35S::CpWRI‑L4/Col‑0拟南芥不同植株开花途径相关的内源基因进行表达分析时，发现CpWRI‑L4在拟南芥中的异源表达使拟南芥的4个内源基因(FT、SOC1、AP1、LFY)上调。由此可以看出，该基因可以促进植物提前开花。

技术领域

本发明属于植物分子生物学领域，具体涉及一个蜡梅CpWRI-L4基因、其编码的蛋白和应用。

背景技术

蜡梅(C.praecox)，属于蜡梅科(Calycanthaceae)蜡梅属(ChimonanthusLindl.)，花香怡人，花色柔和淡雅，与山茶，水仙，白梅一起被称为“雪中四友”。

APETALA2/ETHYLENE-RESPONSIVE ELEMENT-BINDING FACTOR(AP2/ERF)基因家族是一个庞大的基因家族，几乎存在于所有的植物中，在植物生长发育过程中具有重要作用，该基因家族所有成员至少含有一个AP2/EREBP结构域(AP2 domain)。AP2/EREBP结构域是由60～70个氨基酸组成的具有1个两亲性的α-螺旋和三个β折叠结构组成的高度保守的DNA结合区。DNA结合区中有2个保守元件：一个是RAYD元件(RAYD element)，它是一段由42个左右的氨基酸组成的氨基酸序列，有可能参与蛋白与蛋白之间的作用；另一个是YRG元件(YRGelement)，它是一段由20个左右的氨基酸组成的高度保守氨基酸序列，已有研究证明YRG区参与同DNA的结合。

BasalANT亚组转录因子包括WRI1、WRI2、ADAP(WRI3)、WRI4等。相对于euANT亚组成员，basalANT亚组成员的蛋白序列中的前模体区域没有WLGFSLS，PKLEDFLG和TFGQR这3个保守序列的插入，并且basalANT亚组成员的前模体区域一般只有44-81aa，比euANT亚组的R1结构域上游序列的长度(127-307aa)要短。BasalANT类基因与euANT类基因密切相关，但当前对转录因子basalANT的研究主要集中在油脂积累和胚胎发育以及相对应的代谢调控网络。

AP2亚家族可以调控植株开花及参与花器官发育，花分生组织特征建立，参与调控种子整个生育期。WRI作为AP2亚家族的一员，也对植物的生长发育、花期调控等方面产生作用。过表达AtWRI1的拟南芥表现出不良的农艺性状，生长受阻，生物量减少，但AtWRI1的缺失也会导致种子发芽和幼苗的发育受损。WRI1可以通过调控植物种子中与油脂的积累与储存相关基因的表达来提高种子的油脂含量，为芽的发生提供润滑从而促进种子的萌芽。拟南芥WRI1影响种子萌发和幼苗形态建成时的糖代谢过程，突变后导致萌发和形态建成延迟，但可被培养基中添加的糖缓解。Lee等发现WRI3在根，新兴幼叶和花朵中表达，与野生型植物相比，WRI3基因敲除突变体品系的发芽效率更高，并且突变体幼苗的生长速度更快。超量表达PhWRIL1的矮牵牛植株严重矮化，幼苗生长受到抑制，PhWRIL1超量表达的转基因植株叶片外植体的愈伤组织和芽的诱导与生长明显减少。油菜中过量表达BnWRI1基因，在萌发的种子中可以显著增加叶绿素含量，增加种子油分含量和转基因品系中种子大小和重量。BnWRI1的过度表达导致糖酵解，脂肪酸合成，脂质组装和开花的基因FT上调从而促进BnWRI1过表达植株花期提前，但对油菜的生长没有明显的副作用。