專(zhuān)利名稱(chēng)：一種植物雄性育性相關(guān)蛋白及其編碼基因與應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于基因工程領(lǐng)域，涉及一種植物雄性育性相關(guān)蛋白及其編碼基因與應(yīng)用。
背景技術(shù)：
水稻花藥的開(kāi)裂特性是通過(guò)控制柱頭上萌發(fā)的花粉量來(lái)影響植株的花粉育性，是影響水稻結(jié)實(shí)率的一個(gè)重要因素。在水稻秈粳雜種Fl植株普遍存在較嚴(yán)重的花藥不開(kāi)裂障礙，主要表現(xiàn)為部分花藥的一個(gè)或兩個(gè)藥室在開(kāi)花時(shí)不開(kāi)裂，其花藥表皮細(xì)胞形狀不規(guī)貝U，膨大也不夠充分。從解剖學(xué)方面分析，花藥不能正常開(kāi)裂的原因有幾方面，一是亞種間組合部分花藥的“藥室間組織間隙”未充分發(fā)育，藥隔維管束細(xì)胞結(jié)合緊密牢固，開(kāi)穎時(shí)藥室開(kāi)裂困難造成部分花藥的傳粉障礙。二是發(fā)現(xiàn)花藥的“藥室間組織間隙”發(fā)育不夠完善，致使該雜種的成熟花藥不能很好地開(kāi)裂。此外，還發(fā)現(xiàn)雜種花藥中的核糖體狀顆粒會(huì)引起成熟花粉粒相互聚集，使其不利散粉。三是植株的裂藥性受花粉不育基因互作控制，不同雜合座位內(nèi)等位花粉不育基因互作導(dǎo)致雜種Fl花藥不開(kāi)裂的程度不同，不同雜合座位間非等位花粉不育基因互作明顯降低雜種Fl的裂藥程度，雜種Fl中含雜合花粉不育基因座位數(shù)越多，其裂藥指數(shù)越小，裂藥程度越低。雜種Fl花藥不開(kāi)裂的原因隨其所含的雜合花粉不育基因座位種類(lèi)和數(shù)目不同而異，總起來(lái)看主要包括藥室退化、花藥缺乏裂腔或形成的裂腔小、藥室嚴(yán)重畸形以及形成的“彈簧”弱等；此外，大量敗育花粉的產(chǎn)生也可能是引起雜種Fl花藥不開(kāi)裂的原因之一。對(duì)于水稻這種自花授粉植物而言，在花藥發(fā)育后期必須經(jīng)歷一下三個(gè)時(shí)期才能順利完成開(kāi)花授粉一是花藥能夠正常裂藥，使成熟的花粉粒釋放在柱頭上；二是成熟的花粉粒能和柱頭親和以及花粉粒在柱頭上萌發(fā)；最后是萌發(fā)的花粉管能伸長(zhǎng)至胚囊中釋放2個(gè)精細(xì)胞，完成雙受精的過(guò)程?；ㄋ幍恼ｉ_(kāi)裂是開(kāi)花植物受精的第一步，在這個(gè)發(fā)育過(guò)程中，有許多的因素影響著花藥的開(kāi)裂。其中植物激素就涉及到花藥的裂藥、花粉的萌發(fā)和雙受精等過(guò)程。如植物激素生長(zhǎng)素就是植物生長(zhǎng)發(fā)育調(diào)控的核心激素，生長(zhǎng)素含量過(guò)高或過(guò)低都會(huì)對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生不利影響，特別在花藥的開(kāi)裂以及花粉的萌發(fā)和生長(zhǎng)。因此在水稻花藥合成的生長(zhǎng)素的濃度必然要求有相應(yīng)的機(jī)制嚴(yán)格控制它的含量。否則將導(dǎo)致植株的雄性不育出現(xiàn)。目前，水稻花藥開(kāi)裂的機(jī)制并不清楚。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種植物雄性育性相關(guān)蛋白。本發(fā)明的另一目的是提供該蛋白的編碼基因與應(yīng)用。本發(fā)明提供的植物雄性育性相關(guān)蛋白(OsRadl),來(lái)源于稻屬水稻(Oryza sativavar.日本晴)，具有如(a)或(b)所示的氨基酸殘基序列(a)由SEQ ID NO. I所示的氨基酸序列組成的蛋白質(zhì)；(b)將SEQ ID NO. I所示的氨基酸序列經(jīng)過(guò)一個(gè)或幾個(gè)氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加衍生得到的與植物雄性育性相關(guān)的蛋白質(zhì)。序列表中的序列I由300個(gè)氨基酸殘基組成，自第149至251位為2酮戊二酸-Fe2+加氧酶(20G_FeII Oxy)結(jié)構(gòu)域。為了使(a)中的OsRadl便于純化，可在由SEQ ID NO. I所示的氨基酸序列組成的蛋白質(zhì)的氨基末端或羧基末端連接上如表I所示的標(biāo)簽。
表I標(biāo)簽的序列
權(quán)利要求
1.一種蛋白質(zhì)，具有如(a)或(b)所不的氣基酸殘基序列 (a)由SEQID NO. I所示的氨基酸序列組成的蛋白質(zhì)； (b)將SEQID NO. I所示的氨基酸序列經(jīng)過(guò)一個(gè)或幾個(gè)氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加衍生得到的與植物雄性育性相關(guān)的蛋白質(zhì)。
2.編碼權(quán)利要求I所述蛋白的基因。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基因，其特征在于所述基因是如下I)或2)或3)或4)的DNA分子 1)SEQ ID NO. 2所示的DNA分子； 2)SEQ ID NO.所示的DNA分子； 3)在嚴(yán)格條件下與I)或2)限定的DNA序列雜交且編碼所述蛋白的DNA分子； 4)與I)或2)或3)限定的DNA序列具有90%以上同源性，且編碼植物雄性育性相關(guān)蛋白的DNA分子。
4.含有權(quán)利要求2或3所述基因的重組表達(dá)載體、表達(dá)盒、轉(zhuǎn)基因細(xì)胞系或重組菌。
5.如權(quán)利要求4所述的重組表達(dá)載體，其特征在于所述重組表達(dá)載體是在PCAMBIA1305. I載體的EcoRI重組位點(diǎn)之間插入權(quán)利要求2或3所述基因得到的重組質(zhì)粒。
6.擴(kuò)增權(quán)利要求2或3所述基因的全長(zhǎng)及其任意片段的引物對(duì)，優(yōu)選Primerl/Primer2、Primer3/Primer4 或 Primer5/Primer6。
7.權(quán)利要求I所述蛋白，權(quán)利要求2或3所述基因，權(quán)利要求4所述重組表達(dá)載體、表達(dá)盒、轉(zhuǎn)基因細(xì)胞系或重組菌中的至少一種在植物育種中的應(yīng)用。
8.一種培育雄性可育轉(zhuǎn)基因植物的方法，是將權(quán)利要求2或3所述基因?qū)胄坌圆挥参镏?，得到雄性可育的轉(zhuǎn)基因植物；所述雄性不育植物為花粉育性低于50%的植物；所述雄性可育的轉(zhuǎn)基因植物為花粉育性高于90%的轉(zhuǎn)基因植物。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于權(quán)利要求2或3所述基因通過(guò)權(quán)利要求4或5所述重組表達(dá)載體導(dǎo)入雄性不育植物中。
10.一種培育雄性不育系轉(zhuǎn)基因植物的方法，是抑制目的植物中權(quán)利要求2或3所述基因的表達(dá)，得到雄性不育系轉(zhuǎn)基因植物；所述目的植物為攜帶權(quán)利要求2或3所述基因的植物。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種植物雄性育性相關(guān)蛋白及其編碼基因與應(yīng)用。本發(fā)明提供的蛋白質(zhì)，是如下(a)或(b)的蛋白質(zhì)(a)由SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列組成的蛋白質(zhì)；(b)將序列1的氨基酸序列經(jīng)過(guò)一個(gè)或幾個(gè)氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加且與植物雄性育性相關(guān)的由SEQ ID NO.1衍生的蛋白質(zhì)。本發(fā)明的植物雄性育性相關(guān)蛋白影響植物的花藥開(kāi)裂過(guò)程。抑制該蛋白編碼基因的表達(dá)可導(dǎo)致植物雄性育性降低，并影響其結(jié)實(shí)率，從而可以培育雄性花藥不開(kāi)裂變異的轉(zhuǎn)基因植物和植物雄性不育系轉(zhuǎn)基因植物。將所述蛋白的編碼基因?qū)胄坌圆挥参镏?，可以培育雄性可育轉(zhuǎn)基因植物。所述蛋白及其編碼基因可以應(yīng)用于植物遺傳改良。
文檔編號(hào)C12N1/21GK102618510SQ20121008795
公開(kāi)日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月29日
發(fā)明者萬(wàn)建民, 余曉文, 劉世家, 劉喜, 張?jiān)戚x, 江玲, 趙志剛, 陳亮明 申請(qǐng)人:南京農(nóng)業(yè)大學(xué)