[發(fā)明專利]MEICA1蛋白及其編碼基因在調控花粉育性中的應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710494220.8
• 申請日: 2017-06-26
• 公開（公告）號: CN107176981B
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發(fā)明（設計）人: 程祝寬;胡青;李亞非;唐丁;沈懿;杜桂杰
• 申請（專利權）人: 中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所
• 主分類號: C07K14/415
• 分類號: C07K14/415;C12N15/29;C12N15/82;C12N15/113;A01H5/00;A01H6/46
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢;何葉喧

本發(fā)明公開了MEICA1蛋白及其編碼基因在調控花粉育性中的應用。本發(fā)明提供的蛋白質，命名為MEICA1蛋白，獲自水稻，是如下(a)或(b)：(a)由序列表中序列1所示的氨基酸序列組成的蛋白質；(b)將序列表中序列1所示的氨基酸序列經過一個或幾個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的由序列1衍生的蛋白質。編碼所述MEICA1蛋白的基因(MEICA1基因)也屬于本發(fā)明的保護范圍。本發(fā)明還保護所述MEICA1蛋白在調控植物雄性育性中的應用。結合采用組織特異性抑制基因表達的方法，以MEICA1基因為靶標，可獲得雄性不育的水稻。

技術領域

本發(fā)明屬于生物技術領域，具體涉及MEICA1蛋白及其編碼基因在調控花粉育性中的應用。

背景技術

水稻是世界上最重要的糧食作物之一，全世界30億以上的人口以稻米為主食。我國是世界上最大的稻米生產國和消費國，全國有65％以上的人口以水稻為主要食物。持續(xù)提高水稻產量對于我國糧食安全至關重要。20世紀70年代，以雜種優(yōu)勢利用為特征的水稻品種改良使我國水稻單產發(fā)生了質的飛躍。袁隆平研究出的三系法雜交水稻使我國稻谷單產在矮化育種的基礎上再次增產20％，被譽為我國水稻生產的“第二次綠色革命”。三系法雜交水稻由雄性不育系、保持系和恢復系三種不同的水稻品種組成。雄性不育系的利用在雜交水稻的制備和選育過程中起到了至關重要的作用，但是自然界里的自然雄性不育植株極少，鑒定困難，需耗費大量人力物力。因此，通過人工的基因工程途徑獲得雄性不育水稻成為一個上好的選擇。

水稻雄性不育即雄蕊本身沒有花粉或者花粉敗育。水稻花粉形成的過程也就是雄配子體的發(fā)生過程。植物雄配子體花粉的形成包括小孢子的發(fā)生和雄配子的形成兩個過程。小孢子的發(fā)生這一過程都在幼小的花藥中進行，包括小孢子母細胞的形成、減數分裂過程以及四分體的分散過程。雄配子體即花粉粒是小孢子經過兩次有絲分裂形成的，其中包含被稱作雄配子的精細胞。在花粉發(fā)育的這一系列過程中涉及到眾多相關基因，只有他們按照一定的時空順序正常表達，才能保證可育花粉的形成。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供MEICA1蛋白及其編碼基因在調控花粉育性中的應用。

本發(fā)明提供的蛋白質，命名為MEICA1蛋白，獲自水稻，是如下(a)或(b)：

(a)由序列表中序列1所示的氨基酸序列組成的蛋白質；

(b)將序列表中序列1所示的氨基酸序列經過一個或幾個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的由序列1衍生的蛋白質。

為了使MEICA1蛋白便于純化和檢測，可在由序列表中序列1所示的氨基酸序列組成的蛋白質的氨基末端或羧基末端連接上如表1所示的標簽。

表1標簽的序列

上述MEICA1蛋白可人工合成，也可先合成其編碼基因，再進行生物表達得到。上述MEICA1蛋白的編碼基因可通過將序列表中序列2或序列3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，和/或在其5′端和/或3′端連上表1所示的標簽的編碼序列得到。

編碼所述MEICA1蛋白的基因(MEICA1基因)也屬于本發(fā)明的保護范圍。

所述基因具體可為如下1)或2)或3)或4)或5)的DNA分子：

1)編碼區(qū)如序列表中序列3所示的DNA分子；

2)序列表中序列2第1502-6170位核苷酸所示的DNA分子；

3)序列表中序列2所示的DNA分子；

4)在嚴格條件下與1)或2)或3)限定的DNA序列雜交且編碼植物雄性育性相關蛋白的DNA分子；