[發明專利]水稻種胚特異表達的基因OsESG1、克隆方法及應用

無效

• 申請號: 201210078996.9
• 申請日: 2012-03-23
• 公開（公告）號: CN102628050A
• 公開（公告）日: 2012-08-08
• 發明（設計）人: 劉煒;房孝良;王慶國;李臻;侯蕾
• 申請（專利權）人: 山東省農業科學院高新技術研究中心
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C12N15/63;C12N15/84;A01H5/00;C12N15/10
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司 37105
• 代理人: 韓百翠

技術領域

本發明涉及基因工程技術領域，具體涉及水稻種胚特異表達的基因OsESG1、克隆方法及應用。

背景技術

植物作為真核生物中一大類群，其中有部分植物作為植物界最高等的類群，在生長發育及繁衍后代的過程中能夠產生種子，被稱之為種子植物。種子在發育過程中主要包括胚胎發生和種子成熟兩個重要的過程，種子成熟后經脫水進入休眠。植物的生命史中，種子胚在植物傳宗接代以及植物形態發生和發育中都具有非常重要的作用，胚的發生及發育直接影響著植物體的繁殖和發育。胚的發育主要包括胚胎的形成和胚的成熟。植物的胚胎發育過程在分子水平上受到一系列基因的精確調控，從受精卵被激活開始，胚的發育經過細胞分裂與分化、細胞命運的決定、胚體發育模式的形成、器官的發生等過程，最終形成成熟胚。研究表明，FAC1、GRP23、RSH、YODA等基因都參與了早期胚胎發育的調控過程。在種胚基因表達調控網絡研究中，對基因及其所編碼蛋白產物的研究構成了其中一個必要組份。國內外相關研究結果顯示，目前大約有四十多個與胚發育相關的種胚特異表達基因被克隆，它們涉及了胚發育過程中細胞有絲分裂和胞質分裂、器官發生、信號轉導和代謝以及表觀遺傳調控等方面，這些基因的克隆及相關研究大大促進了人們對植物胚形成機理的了解。在擬南芥(Arabidopsis?thaliana)中，已分離和鑒定了一些影響胚胎形成的基因，例如：LEC2(Leafy?Cotyledon?2)、GNOM、MONOPTERO和FACKE等。LEC2編碼一個含B3區域(植物特有的一種DNA結合基序)的轉錄調控因子，它控制胚發育的正確啟動，在胚發育早期和后期均大量表達。GNOM基因編碼鳥嘌呤核苷酸交換因子(GEF)，它作用于ADP核糖基化因子(ARF)-G型蛋白，影響合子第一次分裂。與正常合子第一次不對稱分裂相反，GNOM基因突變體的受精卵第一次分離是對稱的，表現出頂端-基部極性(apical-basal?polarity)缺陷型，沒有根和下胚軸。MONOPTER0S(MP)基因編碼一種含DNA結合域的蛋白質，它影響胚中維管組織和胚體模式的建立。FACKEL基因的產物是參與脂類生物合成的一種固醇還原酶(sterol?C-14reductase)，它影響發育中胚細胞的分裂、擴展和有序排列。FACKEL基因突變特異地減少了下胚軸形成，使得胚根幾乎貼到子葉上。然而，至今在水稻中有關種胚特異性基因功能研究仍較少。本發明在水稻中成功克隆到一個表達特異的基因，其僅在水稻種胚中表達，而在其他組織中未檢測到其表達，故將該水稻種胚特異表達基因命名為OsESG1(Oryzo?Sativa?Embryo?Specific?Gene1)，該基因的克隆為進一步解析胚特異基因在水稻生長及種子發育過程中的作用提供了良好的材料。

水稻是世界上最重要的糧食作物之一，亞洲近3/4的人口以日常食用稻米為主。而研究調控種胚發育的特異基因是開展稻米品質分子改良工作的基礎。對水稻種胚特異性基因的分離及功能研究與鑒定，將有利于揭示水稻種子發育調控機理，最終通過控制胚特異基因的表達影響種子的發育，對水稻的生長發育進行設計育種，為培養高品質的水稻品種、開展水稻品質分子改良提供了重要手段。而且對水稻種胚特異基因的研究對指導農作物生產、改造農作物的品質和抗逆性以及農產品的貯存和運輸都具有重要的指導作用。

發明內容

本發明提供了一種在水稻種胚中特異表達的基因，命名為OsESG1，并通過分子生物學研究它在水稻種子胚發育過程中的功能。

本發明的技術方案是：一種在水稻種胚中特異表達的基因OsESG1，它是具有SEQ?IDNO.1中所示核苷酸序列的基因片段。

本發明以水稻基因組DNA為模板，該基因組DNA可使用常規手段獲得，以通過基因序列設計的帶有酶切位點Kpn1、BamH?1的序列為引物，經過PCR獲得基因OsESG1；所述引物序列為：

OsESG1-F(SEQ?ID?NO.2)：5’-GGGGTACCGCAATGATACTCAACGTGATC-3’；

OsESG1-R(SEQ?ID?NO.3)：5’-CGGGATCCAACTTCCACGGAATATATATCAC-3’；

PCR反應體系：Taq酶緩沖液(含有Mg²⁺)5μl，dNTP(2.5mM)3μl，OsESG1-F引物(10μM)1μl、OsESG1-R引物(10μM)1μl，水稻DNA4μl，Taq酶0.5μl，加滅菌雙蒸水至50ul；