本發(fā)明涉及生物，具體而言，涉及一種紫花苜蓿 msap1基因、及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、紫花苜蓿以產(chǎn)量高、品質(zhì)好和適應(yīng)性廣而廣泛種植。紫花苜蓿蛋白含量高，富含多種維生素和礦物質(zhì)，不僅能提高牲畜的產(chǎn)奶效率還能增強(qiáng)免疫力。紫花苜蓿作為豆科牧草，在改善土壤肥力、固氮以及促進(jìn)生態(tài)平衡方面也發(fā)揮著重要作用。紫花苜蓿在現(xiàn)代畜牧業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有不可替代的地位和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

2、紫花苜蓿的開(kāi)花時(shí)間對(duì)其產(chǎn)量和品質(zhì)有著重要的影響。當(dāng)紫花苜蓿開(kāi)花時(shí)，營(yíng)養(yǎng)再分配轉(zhuǎn)向花和種子的發(fā)育，而投入到營(yíng)養(yǎng)體的養(yǎng)分和能量將減少，導(dǎo)致產(chǎn)量降低。另外，紫花苜蓿開(kāi)花后，其纖維素和木質(zhì)素含量會(huì)顯著增加，導(dǎo)致適口性差，消化率降低，從而影響牧草的品質(zhì)。開(kāi)花時(shí)間與種子產(chǎn)量也有密切聯(lián)系，開(kāi)花過(guò)早，營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段發(fā)育不完善，積累物質(zhì)少而導(dǎo)致花少、種子產(chǎn)量和質(zhì)量低。紫花苜蓿作為多次刈割獲取營(yíng)養(yǎng)體的牧草，開(kāi)花是刈割的標(biāo)志之一。開(kāi)花前刈割保證了品質(zhì)但是降低了產(chǎn)量，開(kāi)花后刈割雖然保證了產(chǎn)量但是品質(zhì)降低。因此，通過(guò)研究并推遲紫花苜蓿的開(kāi)花時(shí)間，延長(zhǎng)紫花苜蓿的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段是當(dāng)前亟待解決的問(wèn)題之一。

3、蛋白互作是基因間相互作用和信號(hào)傳遞的關(guān)鍵機(jī)制之一，在植物生長(zhǎng)發(fā)育中扮演著至關(guān)重要的角色。蛋白互作網(wǎng)絡(luò)能夠形成復(fù)雜的調(diào)控系統(tǒng)，協(xié)調(diào)調(diào)節(jié)不同基因的表達(dá)，促進(jìn)細(xì)胞分化、器官形成和植物整體生長(zhǎng)。了解和研究蛋白質(zhì)互作對(duì)于揭示植物生長(zhǎng)發(fā)育調(diào)控的分子機(jī)制具有重要意義。

4、本發(fā)明的前期研究發(fā)現(xiàn) mscal基因過(guò)表達(dá)使轉(zhuǎn)基因擬南芥提前開(kāi)花，矮化，蓮座葉減少；另外，轉(zhuǎn)基因擬南芥由無(wú)限花序變?yōu)橛邢藁ㄐ?。?duì)已知的調(diào)控?cái)M南芥開(kāi)花時(shí)間和花器官發(fā)育基因的定量結(jié)果顯示， mscal能夠調(diào)控下游開(kāi)花和花器官發(fā)育相關(guān)基因表達(dá)。在紫花苜蓿中，通過(guò)降低 mscal表達(dá)延遲開(kāi)花，降低了粗纖維和木質(zhì)素含量，提高了牧草消化率和粗蛋白含量，但其分子調(diào)控機(jī)制尚未解析。本發(fā)明將通過(guò)研究mscal互作蛋白，探索其在紫花苜蓿成花的分子機(jī)制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明首先提供一種紫花苜蓿 msap1基因，所述 msap1基因的核苷酸序列如seq?id?no?.3所示。

2、本發(fā)明還提供一種紫花苜蓿 msap1基因，所述 msap1基因的編碼氨基酸序列如seqid?no?.4所示。

3、本發(fā)明還提供與上述 msap1基因相關(guān)的生物材料，為下述b1)至b5)中的任一種：

4、b1)含有上述 msap1基因的表達(dá)盒；

5、b2)含有上述 msap1基因的重組載體，

6、b3)含有上述 msap1基因的重組微生物；

7、b4)含有b1)所述表達(dá)盒的重組載體；

8、b5)含有b2)所述重組載體的重組微生物。

9、本發(fā)明還提供一種如上述的 msap1基因或者如上述的生物材料在紫花苜蓿育種的應(yīng)用。

10、在某些實(shí)施例中，所述應(yīng)用為構(gòu)建高品質(zhì)的紫花苜蓿；

11、在某些實(shí)施例中，所述應(yīng)用通過(guò)調(diào)控 msap1基因的表達(dá)實(shí)現(xiàn)。

12、在某些實(shí)施例中，所述調(diào)控 msap1基因的表達(dá)為上調(diào) msap1基因的表達(dá)或者下調(diào) msap1基因的表達(dá)。

13、在某些實(shí)施例中，所述調(diào)控 msap1基因的表達(dá)為沉默 msap1基因的表達(dá)或者 msap1基因過(guò)表達(dá)。

14、本發(fā)明還提供一種檢測(cè)紫花苜蓿開(kāi)花時(shí)間的方法，所述方法包含定量檢測(cè) msap1基因表達(dá)量的步驟。

15、本發(fā)明最后提供一種制備高品質(zhì)的紫花苜蓿的方法，所述方法包含調(diào)控 msap1基因的步驟。

16、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，至少具有如下有益效果：

17、本發(fā)明利用酵母表達(dá)體系證明了 mscal基因的c端具有轉(zhuǎn)錄自激活活性。利用去除自激活結(jié)構(gòu)域的 mscal基因篩選到了3個(gè) mads-box基因，基因功能注釋表明這3個(gè) mads基因分別是擬南芥 ap1， agl6和 sep3同源基因。進(jìn)一步通過(guò)酵母一對(duì)一雜交，bifc實(shí)驗(yàn)和pull-down?實(shí)驗(yàn)，證明了mscal與msap1蛋白存在相互作用。mscal和?msap1共表達(dá)實(shí)驗(yàn)證明了mscal/msap1?異源二聚體增強(qiáng)了對(duì)下游基因的轉(zhuǎn)錄激活能力。此外，emsa?實(shí)驗(yàn)也證明了mscal與msap1形成二聚體是結(jié)合到msap1啟動(dòng)子?carg-box元件上的必要條件，從而促進(jìn) msap1基因轉(zhuǎn)錄。

18、通過(guò)?rt-pcr，克隆了紫花苜蓿 msap1基因，該基因的開(kāi)放閱讀框是723bp，編碼240個(gè)氨基酸殘基，是擬南芥 ap1同源基因。msap1含有一個(gè)mads?結(jié)構(gòu)域是植物特異性?mads轉(zhuǎn)錄因子，與蒺藜苜mtpim基因同源性高達(dá)99.1%。過(guò)表達(dá) msap1基因擬南芥造成植物提前開(kāi)花和頂端花序結(jié)構(gòu)變異，表明 msap1可能在紫花苜蓿中同時(shí)控制開(kāi)花時(shí)間和花器官組織發(fā)育。

技術(shù)特征：

1.一種紫花苜蓿msap1基因，其特征在于，所述msap1基因的核苷酸序列如seq?id?no.3所示。

2.一種紫花苜蓿msap1基因，其特征在于，所述msap1基因的編碼氨基酸序列如seq?idno?.4所示。

3.與權(quán)利要求1所述msap1基因相關(guān)的生物材料，為下述b1)至b5)中的任一種：

4.一種如權(quán)利要求1所述的msap1基因或者如權(quán)利要求3所述的生物材料在紫花苜蓿育種的應(yīng)用。

5.根據(jù)權(quán)利要求4的應(yīng)用，其特征在于，所述應(yīng)用為構(gòu)建高品質(zhì)的紫花苜蓿。

6.根據(jù)權(quán)利要求4的應(yīng)用，其特征在于，所述應(yīng)用通過(guò)調(diào)控msap1基因的表達(dá)實(shí)現(xiàn)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6的應(yīng)用，其特征在于，所述調(diào)控msap1基因的表達(dá)為上調(diào)msap1基因的表達(dá)或者下調(diào)msap1基因的表達(dá)。

8.根據(jù)權(quán)利要求6的應(yīng)用，其特征在于，所述調(diào)控msap1基因的表達(dá)為沉默msap1基因的表達(dá)或者msap1基因過(guò)表達(dá)。

9.一種檢測(cè)紫花苜蓿開(kāi)花時(shí)間的方法，其特征在于，所述方法包含定量檢測(cè)msap1基因表達(dá)量的步驟。

10.一種制備高品質(zhì)的紫花苜蓿的方法，其特征在于，所述方法包含調(diào)控msap1基因的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及生物技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種紫花苜蓿MsAP1基因、及其應(yīng)用；本發(fā)明證明了MsCAL與MsAP1蛋白存在相互作用。MsCAL/MsAP1異源二聚體增強(qiáng)了對(duì)下游基因的轉(zhuǎn)錄激活能力。此外，MsCAL與MsAP1形成二聚體是結(jié)合到MsAP1啟動(dòng)子CArG?box元件上的必要條件，從而促進(jìn)MsAP1基因轉(zhuǎn)錄。MsAP1含有一個(gè)MADS結(jié)構(gòu)域是植物特異性MADS轉(zhuǎn)錄因子。過(guò)表達(dá)MsAP1基因擬南芥造成植物提前開(kāi)花和頂端花序結(jié)構(gòu)變異，表明MsAP1可能在紫花苜蓿中同時(shí)控制開(kāi)花時(shí)間和花器官組織發(fā)育。

技術(shù)研發(fā)人員：康俊梅,蔣旭,張麗麗,何飛,陳林,王雪,李明娜
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/12