一种无患子SmAP3基因及其应用

    专利查询2026-08-29  2


    本发明属于植物基因工程领域,涉及一种影响植物开花时间的基因,以及该基因编码的蛋白质,涉及含有该基因的表达载体,涉及从植物dna中克隆该基因引物组,以及该基因的用途。


    背景技术:

    1、无患子(学名:sapindus mukorossi gaertn.),又称木患子、肥皂树或肥皂果,属于无患子科(sapindaceae)无患子属(sapindus l.)的落叶乔木。作为一种多功能经济林树,无患子不仅在园林绿化中具有重要地位,其种质资源的丰富性也使其在日用化工、医药和生物质能源领域具有广泛的应用潜力。

    2、无患子的生长发育过程较为复杂,包括营养生长和生殖发育两个主要部分。营养生长主要涉及芽、叶和茎的发育,而生殖发育则包括花芽、花序出现、开花过程、果实发育、成熟以及衰老进入休眠期等阶段。春季是无患子枝叶生长的关键时期,花的发育始于叶腋处的小“黄点”,随后经历成花诱导期、花的发端期、花芽分化期,直至果实的发育和成熟。

    3、然而,无患子的童期较长,这一特性限制了育种工作的进展和经济收益的快速实现。为了解决这一问题,开展无患子开花调控研究,开发新的基因资源,成为提高育种效率和促进经济收益的关键。本研究旨在通过基因工程手段,实现无患子开花结实时间的提前和童期的缩短,这对于无患子品种改良具有重要的理论和实践意义。


    技术实现思路

    1、鉴于此,本发明旨在提供一种新的无患子smap3基因,该基因在调控植物开花时间方面具有显著作用,有助于推动无患子育种技术的发展。本发明聚焦于无患子中的smap3基因,这是一种能够显著调控植物开花时间的基因。通过转基因技术,smap3基因的应用有望加速无患子的育种周期,并促进高产品种的培育。此外,本发明还涉及了smap3基因的克隆、表达载体构建、基因表达模式分析等多个方面,为深入理解smap3基因的功能和应用提供了科学依据。

    2、发明人通过长期的探索和尝试,以及多次的实验和努力,不断的改革创新,为解决以上技术问题,本发明提供的技术方案是,提供一种无患子smap3基因,在植物中进行表达,以调控植物开花时间,并且促进雌蕊发育增长,所述smap3基因包含选自下组的核苷酸序列:

    3、a、序列表seq id no.1所示核苷酸序列;

    4、b、编码序列表seq id no.2所示的氨基酸序列的核苷酸序列。

    5、本发明还提供了一种由所述无患子smap3基因编码的蛋白质,所述蛋白质的氨基酸序列选自序列表seq id no.2所示的氨基酸序列。

    6、本发明还提供了一种用于克隆所述的无患子smap3基因的引物对,所述引物对的碱基序列如下:

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

    8、第一下游引物r:5’-ctactcaagcaaagggtaaattttg-3’;

    9、以及选择性的包含酶切位点的第二上游引物f和第二下游引物r:

    10、第二上游引物f:5’-agaacacgggggactcttgacatggctagagggaaaatccaga-3’,

    11、第二下游引物r:5’-ggggaaattcgagctggtcacctactcaagcaaagggtaaatttt g-3’。

    12、本发明还提供了一种无患子smap3基因的荧光定量引物对,所述荧光定量引物对的碱基序列如下:

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

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

    15、本发明还提供了一种含有权利要求1所述无患子smap3基因的表达载体,利用限制性内切酶bsteii-hf和ncol-hf将pcambia1301载体质粒进行双酶切,使用ⅱone step cloning kit进行载体连接,获得过表达载体pcambia1301-smap3。

    16、本发明还提供了一种所述无患子smap3基因的用途,用于培育不同开花时间的无患子新品种。

    17、本发明还提供了一种用于培育植物新品种的方法,利用所述smap3基因调控开花时间,促进雌蕊发育增长,以获得具有所需开花特性的新品种。

    18、本发明还提供了一种植物转基因方法,包括将所述表达载体导入植物细胞,以改变植物的开花时间。

    19、本发明还提供了一种植物开花时间调控相关的基因表达模式分析方法,通过测定不同发育阶段的smap3基因表达量,分析植物开花时间的调控机制。

    20、本发明还提供了一种开花时间调控相关基因的表达量测定方法,利用所述荧光定量引物对,对转基因植物中开花时间调控相关基因的表达量进行定量分析。

    21、与现有技术相比,上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点:

    22、本发明的无患子smap3基因在植物开花时间调控方面展现出显著效果。通过转基因技术的应用,smap3基因能够促使植物更早地进入开花阶段。这一特性在模式植物拟南芥中的实验结果表明,转基因植株的开花时间、抽薹天数和抽薹时莲座叶数目与野生型相比有显著性差异,从而证明了smap3基因在加速植物生长发育周期方面的潜力。经过转smap3基因拟南芥整体植株观察及开花时间差异分析,smap3基因可使植物的开花时间出现不同程度的提前,转基因拟南芥植株的开花时间、抽薹天数和抽薹时莲座叶数目均与野生型植株差异显著,有利于加快无患子树种育种周期,加快培育高产品种。

    23、smap3基因的应用为无患子等植物的育种工作带来了革新。传统的育种方法周期长,效率较低,而smap3基因的利用可以显著缩短这一周期,加快新品种的选育过程。这不仅提高了育种工作的效率,也为农业生产者和相关产业提供了更快实现经济收益的可能性,增强了植物品种的市场竞争力。

    24、此外,通过深入研究smap3基因的功能和作用机制,可以为植物生长发育的分子调控提供新的理论和实践基础,进一步促进植物科学和分子设计育种领域的发展。



    技术特征:

    1.一种无患子smap3基因,其特征在于,在植物中进行表达,以调控植物开花时间,并且促进雌蕊发育增长,所述smap3基因包含选自下组的核苷酸序列:

    2.一种由权利要求1所述无患子smap3基因编码的蛋白质,其特征在于,所述蛋白质的氨基酸序列选自序列表seq id no.2所示的氨基酸序列。

    3.一种用于克隆权利要求1所述的无患子smap3基因的引物对,其特征在于,所述引物对的碱基序列如下:

    4.一种无患子smap3基因的荧光定量引物对,其特征在于,所述荧光定量引物对的碱基序列如下:

    5.一种含有权利要求1所述无患子smap3基因的表达载体,其特征在于,利用限制性内切酶bsteii-hf和ncol-hf将pcambia1301载体质粒进行双酶切,使用ⅱonestep cloning kit进行载体连接,获得过表达载体pcambia1301-smap3。

    6.一种权利要求1所述无患子smap3基因的用途,其特征在于,用于培育不同开花时间的无患子新品种。

    7.一种用于培育植物新品种的方法,其特征在于,利用权利要求1所述的smap3基因调控开花时间,以获得具有所需开花特性的新品种。

    8.一种植物转基因方法,其特征在于,包括将权利要求5所述的表达载体导入植物细胞,以改变植物的开花时间。

    9.一种植物开花时间调控相关的基因表达模式分析方法,其特征在于,通过测定不同发育阶段的smap3基因表达量,分析植物开花时间的调控机制。

    10.一种开花时间调控相关基因的表达量测定方法,其特征在于,利用权利要求4所述的荧光定量引物对,对转基因植物中开花时间调控相关基因的表达量进行定量分析。


    技术总结
    本发明公开一种无患子SmAP3基因及其应用,SmAP3基因,在植物中进行表达,以调控植物开花时间,并且促进雌蕊发育增长。所述SmAP3基因为序列表Seq ID NO.1所示核苷酸序列或编码序列表Seq ID NO.2所示的氨基酸序列的核苷酸序列。无患子SmAP3基因的用途,用于培育不同开花时间和雌蕊发育变长的无患子新品种。经过35S::SmAP3转基因拟南芥整体植株观察及开花时间差异分析,SmAP3基因的过表达可使植物的抽薹和开花时间的提前,以及雌蕊的发育变长。转基因拟南芥植株的开花时间、抽薹天数和抽薹时莲座叶数目均与野生型植株差异显著,有利于促进雌花发育并且加快无患子树种育种周期,加快培育高产品种。

    技术研发人员:陈仲,高钰涵,赵国春,赵田芸,杨雄,高亚娇,王汗鑫,贾黎明
    受保护的技术使用者:北京林业大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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