[發明專利]雄性不育基因TCL 、編碼的蛋白及啟動子、質粒和宿主細胞無效

申請號：	201010301369.8	申請日：	2010-02-08
公開（公告）號：	CN101805741A	公開（公告）日：	2010-08-18
發明（設計）人：	張大兵;李暉;梁婉琪;袁政	申請（專利權）人：	上海交通大學
主分類號：	C12N15/29	分類號：	C12N15/29;C12N15/11;C12N15/63;C12N1/19;C12N5/10;C07K14/415
代理公司：	上海交達專利事務所 31201	代理人：	王錫麟;王桂忠
地址：	200240 ***	國省代碼：	上海;31
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摘要：
搜索關鍵詞：	雄性不育基因 tcl 編碼蛋白啟動子質粒宿主細胞
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及一種基因工程技術領域的基因、編碼的蛋白及啟動子、質粒和宿主細胞，具體涉及一種雄性不育基因TCL、編碼的蛋白及啟動子、質粒和宿主細胞。

背景技術

水稻是我國最主要的糧食作物之一，我國有60％以上人口以稻米為主食，是世界上最大的稻米生產國和消費國。我國水稻年播種面積3000萬公頃，占世界的20％；產量1.85億噸，占世界的近1/3，單位面積產量6.35噸/公頃，比全球平均產量3.85噸/公頃高65％。水稻在我國谷物產量中始終保持在總量的40％左右，占據了近半壁江山，其中一個重要的原因就是水稻雄性不育系的發明與雜種優勢的廣泛應用發揮了舉足輕重的作用。生物界不同遺傳背景的親本配組所產生的F1代都比其父母代具有更強的生長勢和抗逆性，這就是雜種優勢。作物雜種優勢利用是提高作物產量的重要途徑，雜交水稻的推廣應用，為中國乃至世界的糧食增產做出了巨大貢獻，而作物雄性不育系是有效利用雜種優勢的前提和基礎。利用水稻雄性不育系生產雜交種子，使水稻的雜種優勢在生產上得以廣泛應用才成為可能。因此，研究選育新型水稻雄性不育系并對其調控機理進行深入研究，是進一步發掘水稻優質和超高產品種必要前提和基礎。

水稻雄性器官花藥的發育是一個復雜的過程，涉及到花藥細胞的分裂分化，花粉母細胞的減數分裂和花粉的有絲分裂等發育過程，任何發育過程的異常都可影響花粉的正常發育。絨粘層是花藥壁細胞中的最內層細胞，與花粉母細胞和小孢子直接接觸，該層細胞是花藥各層細胞中代謝最活躍和旺盛的一層細胞。在小孢子母細胞減數分裂完成以后，絨氈層細胞通過程序性死亡的方式開始降解，并為小孢子的進一步發育和成熟合成和分泌大量的營養物質及外壁組成成份，因此該層細胞的死亡是形成成熟和可育花粉粒的基礎。另一方面，絨氈層的降解與花粉外壁的正常形成存在著相互依賴，密不可分的一種關系。現有的轉基因工程技術是建立在對植物正常發育過程分子調控機制充分研究和認識的基礎上加以應用的，因此，深入研究水稻絨氈層發育及小孢子成熟過程、分子調控機理及調控網絡并加以應用是在生產上研發新型雄性不育株系的基礎。阻礙絨氈層細胞的死亡及小孢子外壁正常發育是培育水稻雄性不育株系的有效途徑。但是目前對水稻絨氈層發育的分子調控網絡以及花粉外壁組成成份及其分子調控機制和網絡還不清楚。

經對現有技術的文獻檢索發現，至今沒有發現與本發明的雄性不育基因TCL、編碼的蛋白及啟動子、質粒和宿主細胞有關的報道。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種雄性不育基因TCL、編碼的蛋白及啟動子、質粒和宿主細胞。本發明的TCL基因為花藥特異性表達基因，該基因具有維持水稻花藥絨氈層細胞程序性死亡的功能，該基因功能的缺失導致絨氈層細胞發生壞死，繼而影響花粉及其外壁的發育，導致水稻的雄性不育。

本發明是通過以下的技術方案實現的：

第一方面，本發明涉及一種雄性不育基因TCL，該基因編碼如下(a)或(b)所述的蛋白質：

(a)由SEQ?ID?NO：2所示的氨基酸序列組成的蛋白質，

(b)在(a)中的氨基酸序列經過取代、缺失或添加一個或幾個氨基酸且具有影響絨氈層細胞程序性死亡活性的由(a)衍生的蛋白質。

優選地，所述基因的堿基序列如SEQ?ID?NO：1所示。

第二方面，本發明還涉及一種啟動所述基因表達的啟動子，其堿基序列如SEQ?ID?NO：3所示。

第三方面，本發明還涉及前述的水稻雄性不育基因TCL編碼的蛋白質，該蛋白質的氨基酸序列如SEQ?ID?NO：2所示。

第四方面，本發明還涉及一種質粒，該質粒包含堿基序列如SEQ?ID?NO：1所示的基因。

優選地，所述質粒還包含堿基序列如SEQ?ID?NO：3所示的啟動子。