lation of FCA pre-mRNA processing controls Arabidopsis flowering time. EMBO J.,2003,22(12): 3142-3152),并且運(yùn)屯個(gè)基因都與染色質(zhì)修飾或RNA修飾相關(guān) (Amasino R.M.,Flowering time:a pathway that begins at the 3'end.Curr.Biol., 2003,13(17): R670-672)。自主途徑同春化途徑一樣,也是通過(guò)抑制化C的表達(dá)水平促進(jìn)開(kāi) 花,但二者并不是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系,自主途徑的運(yùn)些基因是通過(guò)相互獨(dú)立的途徑共同調(diào)控 FLC 的功能(Michaels S.D.Amasino RM. ,Loss Of FLOWERING LOCUS C activity eliminates the late-flowering phenotype of FRIGIDA and autonomous pathway mutations but not responsiveness to vernalization.Plant Cell,2001,13(4):935-941) O
[000引赤霉素(G化berellin,GA)除了能夠控制植物生長(zhǎng)發(fā)育,還具有調(diào)控開(kāi)花時(shí)間的重 要功能。例如,GA生物合成突變體gal、ga4和ga5都表現(xiàn)出推遲開(kāi)花,其中g(shù)al更表現(xiàn)出矮化 和頂端優(yōu)勢(shì)減弱等現(xiàn)象(Sun T.P.Kamiya Y.,The Arabidopsis gallocus encodes the cyci曰Se en-t k曰urene synthetase of gibberellin biosynthesis.Plsnt Cell,1994,6 (10) :1509-1518)。而GA信號(hào)傳導(dǎo)途徑中的3個(gè)關(guān)鍵基因GIB肥RElXIC ACID IN沈NSmVE (GAI)、REPRESS0R OF GA1-3(RGA)和RGA-LIKE I(RGLl)的缺失突變體gai、rga和rgll均表 現(xiàn)為早花。GA生物合成途徑突變體可能阻斷GA合成途徑,從而減少對(duì)GAI、RGA和RGLl的抑制 作用,最終導(dǎo)致晚花。所W ,GA合成突變體和GA信號(hào)途徑突變體都能夠影響開(kāi)花時(shí)間。
[0009]隨著miRNA參與植物開(kāi)花時(shí)間調(diào)控的深入研究,人們提出了開(kāi)花時(shí)間調(diào)控的衰老 通路(Wang Z.Mao H,Dong C, Ji R,Cai L,Fu H,Liu S. ,Overexpression of Brassica napus MPK4 Enhances Resistance to Sclerotinia sclerotiorum in Oilseed 民ape.MPMI,2009,22(3):235-244;Wu G.Poethig RS.,Temporal regulation of shoot development in Arabidopsis tha I i ana by mi民 156 and its target SF*L3.Development,2006,133:3539-3547;Yamaguchi A.Wu MF,Yang L,Wu G,Poe化ig 民S, Wagner D. ,The micro民NA-regulated SBP-Box transcription factor SPL3 is a direct upstream activator of LEAFY,F(xiàn)RUITFULL,and APETALAl.Dev.Cell,2009,17: 268-278)。由于植物存在著一個(gè)不適合開(kāi)花繁育后代的時(shí)期,此時(shí)內(nèi)外因素并不適宜開(kāi)花。 研究者發(fā)現(xiàn)"年齡"對(duì)于植物,特別是木本植物的開(kāi)花十分重要。對(duì)于擬南芥這種一年生草 本植物而言,也存在著幼苗無(wú)法對(duì)光周期途徑信號(hào)產(chǎn)生應(yīng)答的一個(gè)時(shí)期,而正是衰老通路 參與了運(yùn)一過(guò)程的調(diào)控(Mozley D. ,Developmental and photobiological factors affecting photoperiodic induction in Arabidopsis thaliana Heynh.Landsberg erec1:a. J.Exp.Bot. ,46:173-179. , 1995)。
[0010] 在擬南芥開(kāi)花誘導(dǎo)過(guò)程中,上述五條調(diào)控途徑并不是孤立存在的,而是將各自產(chǎn) 生的抑制或促進(jìn)開(kāi)花信號(hào)傳遞給SUPPRESSION OF OVEREXPRESSION OF C0NSTANS 1 (S0C1)、FT、LEAFY(LFY)運(yùn)些關(guān)鍵整合因子,并通過(guò)調(diào)節(jié)它們的表達(dá)水平高低,激活或抑制 下游花序分生組織和花器官基因的表達(dá),從而使植物最大程度上適應(yīng)生長(zhǎng)及發(fā)育的需要。
[0011] 開(kāi)花調(diào)控網(wǎng)絡(luò)在不同物種中還具有一定的保守性。例如,水稻(Oryza sativa) Heading date 3a化d3a)基因和擬南芥FT基因,都是長(zhǎng)距離開(kāi)花信號(hào)(也被稱為成花素),它 能夠從葉片經(jīng)初皮部移動(dòng)到花序分生組織,誘導(dǎo)植物開(kāi)花(Corbesier L.,The quest for fIorigen:a review of recent progress .J.Exp.Bot.,2006,57:3395-3403;Tamaki S.Matsuo S,Wong HL,Yokoi S,Shimamoto K.,Hd3a protein is a mobile flowering si即al in rice. Science,2007,316:1033-1036);而SOCl和L巧作為擬南芥中的關(guān)鍵整合 因子,在水稻中也存在與之同源的OsMADSSO和RFT1。研究者通過(guò)遺傳學(xué)手段,在水稻中鑒定 出一系列與擬南芥高度同源的開(kāi)花時(shí)間調(diào)控基因,并構(gòu)建出完整的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)(Kojima S.Takahashi Y,Kobayashi Y,Monna L,Sasaki T,Araki T,Yano M.,HdSa,a rice ortholog of the Arabidopsis FT gene, promotes transition to flowering downstream of Hdlunder short-day conditions.Plant Cell Physiol.,2002,43:1096-1105;Komiya R.Ikegami A,Tamaki S,Yokoi S,Shimamoto K.,Hd3a and RFTlare essential for flowering in rice.Development,2008,135:767-774)。蕓臺(tái)屬其他植物 如油菜等和擬南芥在基因組上具有高度的相似性,而且都同屬于短日照植物,因此從擬南 芥中鑒定得到的開(kāi)花時(shí)間控制功能基因能夠有效的應(yīng)用于油菜開(kāi)花時(shí)間的調(diào)控上。
[0012]因此,本發(fā)明開(kāi)發(fā)了一個(gè)控制擬南芥和油菜開(kāi)花時(shí)間的基因RDR。在擬南芥中干擾 同源基因AtRDR(At5g24290)基因的表達(dá)表現(xiàn)出晚花表型,而在擬南芥中過(guò)表達(dá)AtRDR或 化RDR都出現(xiàn)早花表型。而在干擾AtRDR轉(zhuǎn)基因后代擬南芥中過(guò)表達(dá)化RDR基因,可使其開(kāi)花 時(shí)間恢復(fù)到與野生型一致。申請(qǐng)人的結(jié)果預(yù)示著RDR在控制油菜和擬南芥開(kāi)花時(shí)間,創(chuàng)造油 菜早熟品種中具有相當(dāng)?shù)膽?yīng)用前景。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0013]本發(fā)明的目的是在于提供了 RDR基因在控制植株開(kāi)花時(shí)間中的應(yīng)用,抑制該基因 的表達(dá)會(huì)造成擬南芥或油菜延遲開(kāi)花,過(guò)表達(dá)該基因可使擬南芥或油菜提早開(kāi)花,所述的 基因?yàn)楦仕{(lán)型油菜畑R基因(BnaC07g30170D)或擬南芥畑R基因(A巧g24290)。
[0014] 本發(fā)明還有一個(gè)目的在于提供了含有At畑R基因祀標(biāo)(AATUTUTATATUUTGTUGAG)序 列的人工微RNA干擾重組載體(RNAi -AtRDR)的制備方法,來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)擬南芥中RDR基因表達(dá)量 的抑制。
[001引本發(fā)明的再一個(gè)目的是在于提供了含有At畑R基因全長(zhǎng)CDS序列的重組載體(0X-AtRDR)的制備方法,來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)擬南芥和油菜中RDR基因表達(dá)量的提升。
[0016] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是在于提供了含有化RDR基因全長(zhǎng)CDS序列的重組載體(0X-化RDR)的制備方法,來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)擬南芥和油菜中RDR基因表達(dá)量的提升。
[0017] 為了完成上述目的,本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0018] RDR基因在控制植株開(kāi)花時(shí)間中的應(yīng)用,包括利用分子生物學(xué)的方法在擬南芥中 過(guò)表達(dá)或抑制擬南芥RDR基因或油菜RDR基因W控制擬南芥的開(kāi)花時(shí)間;或利用分子生物學(xué) 的方法在油菜中過(guò)表達(dá)油菜RDR基因或擬南芥RDR基因W控制油菜的開(kāi)花時(shí)間。
[0019] 優(yōu)選的,通過(guò)沉默擬南芥RDR基因W延遲擬南芥的開(kāi)花時(shí)間時(shí),擬南芥的RDR基因 祀標(biāo)為:AATUTUTATATUUTGTUGAG;
[0020] 優(yōu)選的,過(guò)表達(dá)擬南芥RDR基因的表達(dá)載體,通過(guò)將擬南芥RDR基因的全長(zhǎng)CDNA片 段替換地1121植物表達(dá)載體中的GUS基因序列得到。
[0021] 優(yōu)選的,過(guò)表達(dá)油菜RDR基因的表達(dá)載體,通過(guò)將油菜RDR基因的全長(zhǎng)CDNA片段替 換地1121植物表達(dá)載體中的GUS基因序列得到。
[0022] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比,具有W下優(yōu)點(diǎn)和效果:
[0023] 1、通過(guò)克隆該基因,研究該基因在油菜開(kāi)花時(shí)間中的作用,明確了該基因具有控 制開(kāi)花時(shí)間的功能。通過(guò)過(guò)表達(dá)該基因,申請(qǐng)人可W人工創(chuàng)造早熟材料,為油菜早熟基因工 程育種提供新的基因。
[0024] 2、通過(guò)構(gòu)建RDR基因的人工微RNA載體RNAi-AtRDR,轉(zhuǎn)化擬南芥,獲得高干擾效率 的轉(zhuǎn)基因植株,為研究基因功能提供了一個(gè)有效的方法。
[0025] 3、通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)基因擬南芥進(jìn)行的表型觀察鑒定,發(fā)明人獲得11株具有晚花表型和8 個(gè)具有早花表型的轉(zhuǎn)基因擬南芥,說(shuō)明RDR基因具有高效控制植物開(kāi)花時(shí)間的功能。
[00%] 4、在At畑R的干擾轉(zhuǎn)基因晚花MI-I株系中轉(zhuǎn)入化畑R的過(guò)表達(dá)質(zhì)粒OX-Bn畑R,后代 植株開(kāi)花時(shí)間恢復(fù)。證明BRDR和AtRDR基因具有相同的控制開(kāi)花時(shí)間的功能。
[0027] 5、在油菜中雙九號(hào)中轉(zhuǎn)入過(guò)表達(dá)質(zhì)粒OX-Bn畑R或OX-At畑R,發(fā)明人獲得10個(gè)轉(zhuǎn)基 因單株,均具有提前開(kāi)花表型。
[00%] 5、申請(qǐng)人可W上述人工微RNA干擾技術(shù)和過(guò)表達(dá)技術(shù),人工創(chuàng)建油菜早熟或晚熟 材料或品種。
【附圖說(shuō)明】
[0029] 圖1為化畑R的CDS克隆電泳圖。
[0030] 其中:泳道M為DL2000的核酸Marker;泳道1為W中雙9號(hào)CDNA為模板的PCR擴(kuò)增的 化畑R基因CDS片段。
[0031] 圖2為載體構(gòu)建示意圖。
[0032] 其中:A為microRNAi結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0033] B為過(guò)表達(dá)畑R基因載體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034] 圖3為一種轉(zhuǎn)化RNAi載體RNAi-At畑R的轉(zhuǎn)基因植株P(guān)CR鑒定圖。
[0035] 其中:泳道1為化2000的核酸Marker;泳道2為RNAi-AtRDR陽(yáng)性質(zhì)粒;泳道3為野生 型擬南芥;泳道4-14為轉(zhuǎn)基因陽(yáng)性植株。
[0036] 圖4為一種OX-畑R轉(zhuǎn)基因植株P(guān)CR鑒定圖。
[0037] 其中:A:0X-At畑R轉(zhuǎn)基因后代PCR鑒定圖。
[003引泳道M為化2000的核酸Marker;泳道1,2為OX-At畑R陽(yáng)性質(zhì)粒;泳道3-10為轉(zhuǎn)基因 陽(yáng)性植株;泳道11為野生型擬南芥。