[發(fā)明專利]分離的水稻雌性育性相關(guān)蛋白、其編碼基因及其應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010194553.7
• 申請日: 2010-06-04
• 公開（公告）號: CN101863969A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李雙成;李平;王世全;鄧其明;王玲霞;鄭愛萍;劉懷年;朱軍
• 申請（專利權(quán)）人: 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C07K14/415
• 分類號: C07K14/415;C12N15/29;C12N15/63;C12N1/15;C12N1/19;C12N1/21;C12N5/10;C12Q1/68;A01H5/00
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 張慶敏;王朋飛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及植物基因工程，特別是涉及一種分離的水稻雌性育性相關(guān)的蛋白、其編碼基因及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

植物雌性不育現(xiàn)象在自然界廣泛存在，已經(jīng)在油松、大豆、玉米和水稻等植物上見諸報道。植物的雌性不育通常是由雌性器官的發(fā)育異常造成的，包括胚珠、胚囊、卵細(xì)胞的發(fā)育異常。根據(jù)被子植物生殖胚胎學(xué)，雌性不育可以分為三類，第一類為無雌性器官或不完整的雌性器官分化；第二類為雌性器官缺乏正常的胚囊，原因在于胚珠或大孢子發(fā)育受阻；第三類為胚囊發(fā)育正常，但受精后的胚胎發(fā)育異常。就水稻而言，研究得最多的是秈粳稻雜交后代產(chǎn)生的雌性不育現(xiàn)象，且絕大多數(shù)都是屬于胚囊發(fā)育不正常的結(jié)構(gòu)性敗育。

目前，人們對植物雌性不育現(xiàn)象的研究主要集中在植物雌性不育的發(fā)生、細(xì)胞學(xué)、胚胎學(xué)方面。盡管已有一些植物雌性育性相關(guān)的基因被陸續(xù)克隆，但總體上植物雌性育性控制的分子機(jī)制還不明了。因此，植物雌性育性控制基因的克隆和功能研究，對于明確植物雌性育性控制的分子機(jī)理和不育特性在雜交稻生產(chǎn)中的應(yīng)用具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種水稻雌性育性相關(guān)的蛋白、其編碼基因、含有該編碼基因的載體和細(xì)胞，及其應(yīng)用。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

發(fā)明人經(jīng)過廣泛的研究，應(yīng)用圖位克隆技術(shù)從水稻中獲得一種雌性育性相關(guān)的基因，該基因的缺失導(dǎo)致水稻花粉管在花柱中異常生長，本發(fā)明人將之命名為花粉管生長受阻基因(PTB1)。該基因的表達(dá)是水稻雌性育性正常的基礎(chǔ)，干擾該基因的表達(dá)或降低PTB1蛋白活性會導(dǎo)致水稻不育或結(jié)實(shí)率降低。因此該基因可以作為水稻雌性育性指標(biāo)的分子標(biāo)記，在水稻雜種優(yōu)勢利用中具有廣泛的應(yīng)用前景。

在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明提供一種分離的水稻雌性育性相關(guān)蛋白，其一級結(jié)構(gòu)為如SEQ?ID?NO.2所示的氨基酸序列；或為如SEQ?ID?NO.2所示的氨基酸序列經(jīng)過一個或多個氨基酸殘基的取代、缺失或添加而形成的具有與其功能相同的衍生的蛋白；或為與SEQ?ID?NO.2所示的氨基酸序列至少有70％的同源性并具有與其功能相同的衍生的蛋白。

同時，本發(fā)明提供一種分離的水稻雌性育性相關(guān)基因，所述基因的核苷酸序列為：編碼上述蛋白的多聚核苷酸；或與編碼上述蛋白的多聚核苷酸序列互補(bǔ)的多聚核苷酸；或與編碼上述蛋白的多聚核苷酸中的連續(xù)100個核苷酸相同的衍生的多聚核苷酸。

本發(fā)明的其他方面由于本文公開的內(nèi)容，對本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是顯而易見的。

本文中，“分離的”是指物質(zhì)從其原始環(huán)境中分離出來(如果是天然的物質(zhì)，原始環(huán)境即是天然環(huán)境)。如活體細(xì)胞內(nèi)的天然狀態(tài)下的多聚核苷酸和多肽是沒有分離純化的，但同樣的多聚核苷酸或多肽如從天然狀態(tài)中同存在的其他物質(zhì)分開，則為分離純化的。

本文中，“分離的雌性育性蛋白”、“分離的PTB1蛋白”或“分離的PTB1多肽”是指PTB1蛋白基本上不含天然與其相關(guān)的其他蛋白、脂類、糖類或其他物質(zhì)。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能用標(biāo)準(zhǔn)的蛋白質(zhì)純化技術(shù)純化PTB1蛋白。基本上純的多肽在非還原聚丙烯酰胺凝膠上能產(chǎn)生單一的主帶。

本文中，術(shù)語“含有”，“具有”或“包括”包括了“包含”、“主要由...構(gòu)成”、“基本上由...構(gòu)成”、和“由...構(gòu)成”。

本文中，所述的“不育”的植物是指一種植物，其在適當(dāng)?shù)纳L條件下生長至一定的階段(如成熟階段)時，比在相同條件下生長的同類植物的結(jié)實(shí)率顯著降低(如降低40％；較佳地降低60％；更佳地降低80％；最佳地降低95％或更多)。

本發(fā)明的多肽可以是重組多肽、天然多肽、合成多肽，優(yōu)選的是重組多肽。本發(fā)明的多肽可以是天然純化的產(chǎn)物，或是化學(xué)合成的產(chǎn)物，或是使用重組技術(shù)從原核或真核宿主(例如，細(xì)菌、酵母、高等植物、昆蟲和哺乳動物細(xì)胞)中產(chǎn)生。根據(jù)重組生產(chǎn)方案所用的宿主，本發(fā)明的多肽可以是糖基化的，或可以是非糖基化的。本發(fā)明的多肽還可包括或不包括起始的甲硫氨酸殘基。