[發明專利]一種水稻根系長度相關蛋白及其編碼基因與應用

無效

• 申請號: 201110054626.7
• 申請日: 2011-03-08
• 公開（公告）號: CN102161985A
• 公開（公告）日: 2011-08-24
• 發明（設計）人: 朱世華;丁沃娜;寧永強
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: C12N9/42
• 分類號: C12N9/42;C12N15/56;C12N15/63;C12N5/10;C12N1/15;C12N1/19;C12N1/21;A01H5/00
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理事務所(普通合伙) 33226
• 代理人: 程曉明

技術領域

本發明涉及水稻的蛋白和基因，具體涉及一種水稻根系長度相關蛋白及其編碼基因與應用。

背景技術

根系是植物從土壤中吸收水分和氮、磷、鉀等各種養分的主要器官。根系能合成氨基酸、植物激素等生物活性物質，如IAA、ABA、乙酰膽堿等，這些物質除了參與根系發育外，還能調節地上部的生長和發育。此外，根系所具有的分泌有機酸、酶、生物堿等物質的能力，影響其對土壤中的礦物質的吸收和根際微生物的種類和數量。而根系的長度是根構型的一個重要指標，根系長度影響了許多重要的性狀，如養分吸收、抗倒伏性、抗旱性和產量等。

β-1，4-葡聚糖內切酶(β-1，4-endoglucanase，EGase)屬于糖苷鍵水解酶(GlycosideHydrolases，GH)大類的第九家族(GH9)的A亞類，最早歸為纖維素酶，其主要作用是水解可溶性纖維素衍生物內的糖苷鍵(Molhoj，2001；Urbanowicz?et?al.，2007)。β-1，4-葡聚糖內切酶在植物的生長發育中有重要作用，能影響擬南芥下胚軸的細胞壁的形成與細胞的伸長(Nicol?et?al.，1998)；與擬南芥細胞的伸長和細胞壁纖維素的合成相關，并與溫度相關(Sato?S，2001)，在水稻中，與節間細胞伸長和細胞壁纖維素的合成相關(Zhouet?al.，2006)。KSR1在水稻中的克隆，將有助于闡明葡聚糖內切酶在水稻根系伸長方面的作用，在水稻根系育種中具有一定的應用價值。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種水稻根系長度相關蛋白及其編碼基因與應用，該蛋白屬β-1，4-葡聚糖內切酶，在氨基酸取代或缺失等情況下，能抑制水稻根系的伸長，使水稻出現短根現象，可以為水稻的根系改良和雜交育種或轉基因植物的開發創造了條件。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：提供一種水稻根系長度相關蛋白，命名為KSR1，來源于水稻，KSR1是如下a)或b)的蛋白：

a)由序列表中SEQ?ID?NO：2所示的氨基酸序列組成的蛋白質；

b)在序列表SEQ?ID?NO：2所示的氨基酸序列中經過取代和/或缺失和/或添加一個或幾個氨基酸且與水稻根系長度相關的由a)衍生的蛋白質。

SEQ?ID?NO：2氨基酸序列由623個氨基酸殘基組成，屬于β-1，4葡聚糖內切酶家族，與根系長度相關。

上述b)中的KSR1可人工合成，也可先合成其編碼基因，再進行生物表達得到。上述b)中的KSR1的編碼基因可通過將序列表中SEQ?ID?NO：1所示的DNA序列中缺失一個或幾個氨基酸殘基的密碼子，和/或進行一個或幾個堿基對的錯義突變。

編碼所述KSR1的基因也屬于本發明的保護范圍。

KSR1基因具體可分為1)或2)或3)的基因：

1)其核苷酸序列是序列表中SEQ?ID?NO：1所示的DNA分子；

2)在嚴格條件下可與序列表SEQ?ID?NO：1限定的DNA序列雜交且編碼上述與根系長度相關蛋白的DNA分子；

3)與1)的基因有90％以上的同源性，且編碼上述與根系長度相關蛋白的DNA分子。

SEQ?ID?NO：1序列由1872個堿基組成，自5端第1-3位為起始密碼子，編碼具有序列表中SEQ?ID?NO：2所示的氨基酸殘基序列的蛋白質；該氨基酸序列為β-1，4葡聚糖內切酶類，具有四個外顯子和三個內含子。若基因的堿基序列的1591bp位的鳥嘌呤(G)被胸腺嘧啶(T)取代，編碼的氨基酸殘基序列的531位甘氨酸(Gly)突變為色氨酸(Trp)；若1546bp位的鳥嘌呤被胸腺嘧啶取代，編碼的β-1，4-葡聚糖內切酶的516位甘氨酸(Gly)突變為精氨酸(Arg)，若178bp位腺嘌呤被胸腺嘧啶取代，導致蛋白質合成的提前終止。

含有KSR1基因的重組載體、轉基因細胞系和重組菌也屬于本發明的保護范圍。