[发明专利]蜡梅CpCO-L2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CpCO‑L2基因及其编码的蛋白与应用。本发明克隆得到蜡梅CpCO‑L2基因的完整开放阅读框1056bp，ORF框编码351个氨基酸。该基因转化拟南芥野生型后发现，转基因单株的抽葶时间、第一朵花开放时间和第一个果荚形成时间均早于野生型WT，而莲座叶数量少于WT，拟南芥内源开花基因CO、FT、TSF、SOC1、LFY、AP1的表达量均有不同程度的上调。结果表明，蜡梅CpCO‑L2基因可能具有促进植株提前开花的功能。

技术领域

本发明属于植物分子生物学领域，具体涉及蜡梅CpCO-L2基因、其编码的蛋白和应用。

背景技术

蜡梅(Chimonanthus praecox)，属于蜡梅科(Calycanthaecae)蜡梅属(Chimonanthus)，是一种落叶灌木或者小乔木。蜡梅在我国具有悠久的栽培历史，其花在霜雪寒天傲然开放，因花黄似蜡而得名；花朵浓香扑鼻、芳香宜人；同时其自然瓶插寿命较长，最长可达3-4周，因此具有较高的观赏价值而深受人们喜爱。

高等植物的开花是其生长发育过程中至关重要的环节，是植物由营养生长向生殖生长转化的关键过程，对植物的遗传和繁殖的能力起决定性作用，对其个体和后代的发育也意义重大。随着遗传学与分子生物学技术的不断发展与完善，从对拟南芥的全基因组序列测定的完成，再到金鱼草中分离克隆得到一系列关于植物开花的基因，逐渐使研究植物成花的分子机理成为热点话题。近年来，逐渐明确植物开花是一个受内部基因条件和外部环境条件的共同影响的复杂过程，对拟南芥成花诱导的分子机理研究表明存在因转录激活因子形成的基因调控网络，其整合了多条开花途径。目前已确定的开花遗传途径有光周期途径(Photoperiod pathway)、自主途径(Autonomous pathway)、抑制途径(Inhibitionpathway)、春化途径(Vernalization pathway)、赤霉素途径(Gibberellins pathway)、温度途径(Ambient pathway)、年龄途径(Age pathway)等。

光周期途径是植物中较为保守且研究较为深入的一种开花机制，CO是光周期途径的关键调控基因，其在长日照下促进开花，短日照下不影响开花。人们研究发现，CO基因不仅参与生物钟的调控，也调控下游开花基因FT的表达。人们在其他物种中分离与克隆出许多CO同源基因，如水稻的Hd1、甜菜的BvCOL1、小麦的TaHd1以及衣藻的CrCO等，这些基因都在植物开花过程中发挥重要作用，且与CO的功能相似。

CO是植物开花光周期途径中的关键基因，其主要是感知光信号与生物钟信号，产生昼夜节律并促进开花。

Samach等利用转融合表达载体35S::CO的拟南芥植株，发现转基因植株的开花时间均较野生型提前，并且FT和SOC1的表达水平明显上调，推测可能是CO接收光信号，并传递给开花基因FT和SOC1，诱导其表达，最终导致开花，证明FT和SOC1是CO的下游基因。Yamaguchi等发现另一基因TSF也受CO的影响，TSF与FT的同源性很高，其功能与FT高度相似，可促进植物开花。研究表明，在番茄中TCOL1能与HAP5结合，则推测CO是通过代替HAP2蛋白或者核因子NF-Y，再与细胞中的CCAAT-boxs相结合，从而诱导FT和TSF的表达。