本發(fā)明屬于植物基因工程領(lǐng)域，涉及一種影響植物開(kāi)花時(shí)間的基因，以及該基因編碼的蛋白質(zhì)，涉及含有該基因的表達(dá)載體，涉及從植物dna中克隆該基因引物組，以及該基因的用途。

背景技術(shù)：

1、無(wú)患子(學(xué)名：sapindus?mukorossi?gaertn.)作為一種落葉喬木，隸屬于無(wú)患子科(sapindaceae)無(wú)患子屬(sapindus?l.)，在園林綠化、日化產(chǎn)品、醫(yī)藥和生物質(zhì)能源行業(yè)中具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。無(wú)患子的生命周期包含營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖發(fā)育兩個(gè)主要階段，其中生殖發(fā)育階段涉及復(fù)雜的開(kāi)花過(guò)程，從休眠期到成花誘導(dǎo)期、花的發(fā)端期、花芽分化期，直至果實(shí)的發(fā)育和成熟。

2、盡管無(wú)患子具有顯著的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)價(jià)值，但其較長(zhǎng)的童期限制了育種效率，延緩了經(jīng)濟(jì)收益的實(shí)現(xiàn)。因此，深入理解無(wú)患子的開(kāi)花調(diào)控機(jī)制對(duì)于縮短童期、提高育種效率具有重要的理論和實(shí)踐意義。目前，關(guān)于植物開(kāi)花調(diào)控的基因研究已取得一定進(jìn)展，但對(duì)于無(wú)患子這一特定物種的開(kāi)花調(diào)控基因研究尚不充分，這限制了通過(guò)基因工程手段改良無(wú)患子品種、實(shí)現(xiàn)早期開(kāi)花結(jié)實(shí)的可能性。

3、在植物基因工程領(lǐng)域，發(fā)掘并研究無(wú)患子特異的開(kāi)花調(diào)控基因，對(duì)于促進(jìn)該樹(shù)種的育種改良和產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要的理論和實(shí)踐意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于此，本發(fā)明目的在于提供一種能夠調(diào)控植物開(kāi)花時(shí)間的基因，以及該基因編碼的蛋白質(zhì)，從而為無(wú)患子的育種提供新的策略和方法。

2、發(fā)明人通過(guò)長(zhǎng)期的探索和嘗試，以及多次的實(shí)驗(yàn)和努力，不斷的改革創(chuàng)新，為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是，提供一種無(wú)患子smsoc3基因，在植物中進(jìn)行表達(dá)，以調(diào)控植物開(kāi)花時(shí)間、雌雄蕊長(zhǎng)度和萼片形狀，所述smsoc3基因包含選自下組的核苷酸序列：

3、a、序列表seq?id?no.1所示核苷酸序列；

4、b、編碼序列表seq?id?no.2所示的氨基酸序列的核苷酸序列。

5、本發(fā)明還提供了一種由所述無(wú)患子smsoc3基因編碼的蛋白質(zhì)，所述蛋白質(zhì)的氨基酸序列選自序列表seq?id?no.2所示的氨基酸序列。

6、本發(fā)明還提供了一種用于克隆所述的無(wú)患子smsoc3基因的引物對(duì)，所述引物對(duì)的堿基序列如下：

7、第一上游引物f：5’-atggtgaggggaaaaactcaga-3’，

8、第一下游引物r：5’-tcaagcacttcgtctctcaggt-3’。

9、可選擇地，所述引物對(duì)的堿基序列還包括酶切位點(diǎn)，包括酶切位點(diǎn)的引物對(duì)的堿基序列如下：

10、第二上游引物f：5’-agaacacgggggactcttgacatggtgaggggaaaaactc?aga-3’，

11、第二下游引物r：5’-ggggaaattcgagctggtcactcaagcacttcgtctctcag?gt-3’。

12、本發(fā)明還提供了一種無(wú)患子smsoc3基因的熒光定量引物對(duì)，所述熒光定量引物對(duì)的堿基序列如下：

13、第三上游引物f：5’-aggagagccaaagacgatga-3’，

14、第三下游引物r：5’-attgagcatcgttccagtcc-3’。

15、本發(fā)明還提供了一種含有所述無(wú)患子smsoc3基因的表達(dá)載體，利用限制性?xún)?nèi)切酶bsteii-hf和ncol-hf將pcambia1301載體質(zhì)粒進(jìn)行雙酶切，使用clonexpressⅱone?stepcloning?kit進(jìn)行載體連接，獲得過(guò)表達(dá)載體pcambia1301-smsoc3。

16、本發(fā)明還提供了一種所述無(wú)患子smsoc3基因的用途，用于培育不同開(kāi)花時(shí)間的無(wú)患子新品種。

17、本發(fā)明還提供了一種用于培育植物新品種的方法，利用所述的smsoc3基因調(diào)控開(kāi)花時(shí)間，以獲得具有所需開(kāi)花特性的新品種。

18、本發(fā)明還提供了一種植物轉(zhuǎn)基因方法，包括將所述的表達(dá)載體導(dǎo)入植物細(xì)胞，以改變植物的開(kāi)花時(shí)間。

19、本發(fā)明還提供了一種植物開(kāi)花時(shí)間調(diào)控相關(guān)的基因表達(dá)模式分析方法，通過(guò)測(cè)定不同發(fā)育階段的smsoc3基因表達(dá)量，分析植物開(kāi)花時(shí)間的調(diào)控機(jī)制。

20、本發(fā)明還提供了一種開(kāi)花時(shí)間調(diào)控相關(guān)基因的表達(dá)量測(cè)定方法，利用所述的熒光定量引物對(duì)，對(duì)轉(zhuǎn)基因植物中開(kāi)花時(shí)間調(diào)控相關(guān)基因的表達(dá)量進(jìn)行定量分析。

21、本發(fā)明提供了一種無(wú)患子smsoc3基因及其應(yīng)用，具有以下顯著的技術(shù)效果：

22、本發(fā)明的核心技術(shù)在于鑒定和應(yīng)用無(wú)患子中的smsoc3基因，該基因在植物體內(nèi)表達(dá)后，能夠有效調(diào)控開(kāi)花時(shí)間。通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用，smsoc3基因?qū)崿F(xiàn)了對(duì)植物開(kāi)花時(shí)間的提前，這不僅為植物生物學(xué)研究提供了新的視角，也為商業(yè)育種提供了一種加速開(kāi)花和縮短育種周期的有效手段。此外，smsoc3基因的功能在模式植物擬南芥中的驗(yàn)證，進(jìn)一步證實(shí)了其在調(diào)控開(kāi)花時(shí)間方面的顯著作用。

23、smsoc3基因的應(yīng)用不僅加速了開(kāi)花過(guò)程，還有助于培育具有特定開(kāi)花特性的新品種，增強(qiáng)了植物對(duì)不同環(huán)境條件的適應(yīng)性。通過(guò)對(duì)smsoc3基因表達(dá)模式的分析，我們了解到其在植物花器官發(fā)育和果實(shí)成熟過(guò)程中的關(guān)鍵作用，為改良植物的生長(zhǎng)發(fā)育和提高抗逆性提供了分子基礎(chǔ)。此外，該基因在不同生物和非生物脅迫下的表達(dá)響應(yīng)，為植物逆境生物學(xué)研究和分子設(shè)計(jì)育種提供了新的策略。

24、本發(fā)明的smsoc3基因?yàn)榉肿釉O(shè)計(jì)育種提供了新的基因資源，使得通過(guò)精確的基因編輯技術(shù)改良無(wú)患子及其他植物品種成為可能。這種基于分子層面的育種方法，不僅提高了育種的精確性和效率，還有助于實(shí)現(xiàn)植物性狀的定向改良。smsoc3基因的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用，在理論上豐富了我們對(duì)植物開(kāi)花調(diào)控機(jī)制的認(rèn)識(shí)，在實(shí)踐上為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和植物生物技術(shù)領(lǐng)域提供了創(chuàng)新的工具和方法，具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用前景。

25、經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)smsoc3基因擬南芥整體植株觀察及開(kāi)花時(shí)間差異分析，smsoc3基因可使植物的開(kāi)花時(shí)間出現(xiàn)不同程度的提前，轉(zhuǎn)基因擬南芥植株的開(kāi)花時(shí)間、抽薹天數(shù)和抽薹時(shí)蓮座葉數(shù)目均與野生型植株差異顯著，有利于加快無(wú)患子樹(shù)種育種周期，加快培育高產(chǎn)品種。

技術(shù)特征：

1.一種無(wú)患子smsoc3基因，其特征在于，在植物中進(jìn)行表達(dá)，以調(diào)控植物開(kāi)花時(shí)間、雌雄蕊長(zhǎng)度和萼片形狀，所述smsoc3基因包含選自下組的核苷酸序列：

2.一種由權(quán)利要求1所述無(wú)患子smsoc3基因編碼的蛋白質(zhì)，其特征在于，所述蛋白質(zhì)的氨基酸序列選自序列表seq?id?no.2所示的氨基酸序列。

3.一種用于克隆權(quán)利要求1所述的無(wú)患子smsoc3基因的引物對(duì)，其特征在于，所述引物對(duì)的堿基序列如下：

4.一種無(wú)患子smsoc3基因的熒光定量引物對(duì)，其特征在于，所述熒光定量引物對(duì)的堿基序列如下：

5.一種含有權(quán)利要求1所述無(wú)患子smsoc3基因的表達(dá)載體，其特征在于，利用限制性?xún)?nèi)切酶bsteii-hf和ncol-hf將pcambia1301載體質(zhì)粒進(jìn)行雙酶切，使用ⅱonestep?cloning?kit進(jìn)行載體連接，獲得過(guò)表達(dá)載體pcambia1301-smsoc3。

6.一種權(quán)利要求1所述無(wú)患子smsoc3基因的用途，其特征在于，用于培育不同開(kāi)花時(shí)間的無(wú)患子新品種。

7.一種用于培育植物新品種的方法，其特征在于，利用權(quán)利要求1所述的smsoc3基因調(diào)控開(kāi)花時(shí)間，以獲得具有所需開(kāi)花特性的新品種。

8.一種植物轉(zhuǎn)基因方法，其特征在于，包括將權(quán)利要求5所述的表達(dá)載體導(dǎo)入植物細(xì)胞，以改變植物的開(kāi)花時(shí)間。

9.一種植物開(kāi)花時(shí)間調(diào)控相關(guān)的基因表達(dá)模式分析方法，其特征在于，通過(guò)測(cè)定不同發(fā)育階段的smsoc3基因表達(dá)量，分析植物開(kāi)花時(shí)間的調(diào)控機(jī)制。

10.一種開(kāi)花時(shí)間調(diào)控相關(guān)基因的表達(dá)量測(cè)定方法，其特征在于，利用權(quán)利要求4所述的熒光定量引物對(duì)，對(duì)轉(zhuǎn)基因植物中開(kāi)花時(shí)間調(diào)控相關(guān)基因的表達(dá)量進(jìn)行定量分析。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)一種無(wú)患子SmSOC3基因及其應(yīng)用，該基因在植物中進(jìn)行表達(dá)，以調(diào)控植物開(kāi)花時(shí)間，雌雄蕊長(zhǎng)度和萼片形狀，所述基因?yàn)樾蛄斜鞸eq?ID?NO.1所示核苷酸序列或編碼序列表Seq?ID?NO.2所示的氨基酸序列的核苷酸序列。該基因用于培育不同開(kāi)花時(shí)間和不同花型的無(wú)患子新品種。經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)基因擬南芥整體植株觀察及開(kāi)花時(shí)間差異分析，該基因的過(guò)表達(dá)可使植物的抽薹和開(kāi)花時(shí)間的提前，雌雄蕊發(fā)育高度相等但都略短，并且花萼片形狀變?yōu)閳A錐形。轉(zhuǎn)基因擬南芥植株的開(kāi)花時(shí)間、抽薹天數(shù)和抽薹時(shí)蓮座葉數(shù)目均與野生型植株差異顯著，有利于加快無(wú)患子樹(shù)種育種周期，培育不同花型的觀賞性品種，加快培育高產(chǎn)的新品種。

技術(shù)研發(fā)人員：陳仲,高鈺涵,趙國(guó)春,趙田蕓,楊雄,高亞嬌,王汗鑫,賈黎明
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京林業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21