[發(fā)明專利]金屬蛋白酶WS1B在調(diào)控植物葉綠體代謝中的應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810579943.2
• 申請(qǐng)日: 2018-06-07
• 公開（公告）號(hào): CN108707596B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 夏菲;吳新儒;王大偉;代常波;王紹美
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所
• 主分類號(hào): C12N9/50
• 分類號(hào): C12N9/50;C07K19/00;C12N15/82;A01H5/00;A01H6/82
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 關(guān)暢;陳曉慶

本發(fā)明公開了金屬蛋白酶WS1B在調(diào)控植物葉綠體代謝中的應(yīng)用。本發(fā)明WS1B蛋白質(zhì)是如下a)或b)或c)或d)的蛋白質(zhì)：a)氨基酸序列是序列6所示的蛋白質(zhì)；b)在序列6所示的蛋白質(zhì)的N端和/或C端連接標(biāo)簽得到的融合蛋白質(zhì)；c)將序列6所示的氨基酸序列經(jīng)過(guò)一個(gè)或幾個(gè)氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加得到的具有相同功能的蛋白質(zhì)；d)與序列6所示的氨基酸序列具有75％或75％以上的同源性且具有相同功能的蛋白質(zhì)。通過(guò)分析WS1B的生物學(xué)功能，揭示了其參與葉綠素代謝的途徑，為深入研究葉綠素代謝的分子機(jī)制提供了新思路。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及金屬蛋白酶WS1B在調(diào)控植物葉綠體代謝中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

葉綠素是綠色植物葉綠體內(nèi)參與光合作用的重要色素，在光合作用的能量捕獲及能量傳遞中起著關(guān)鍵的作用。由于光合作用對(duì)維持全球生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定十分重要，葉綠素也被認(rèn)為是地球上最重要的物質(zhì)之一(Liu et al.2007)。深入研究葉綠素代謝的分子機(jī)制，對(duì)于全面了解光合作用的機(jī)理、促進(jìn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展以及加快對(duì)生物質(zhì)能源的研究與利用均具有重要的意義。

對(duì)葉綠素代謝的研究一般從葉色的變化入手，這是因?yàn)槿~綠素含量的變化往往導(dǎo)致植物葉片出現(xiàn)白化、黃化、淡綠、深綠等異常的表型(Kurata et al.2005)。過(guò)去幾十年來(lái)，人們?cè)谥参镏需b定了大量的葉色突變體，對(duì)這些突變體的分子生物學(xué)研究已在較大程度上揭示了葉綠素代謝的分子機(jī)制。

由于葉綠素的正常代謝被破壞，很多葉色突變體曾被認(rèn)為不利于植物的生長(zhǎng)發(fā)育而在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上毫無(wú)用處。不過(guò)，隨著科技的進(jìn)步和相關(guān)研究的深入挖掘，一些突變體逐漸表現(xiàn)出了較大的應(yīng)用潛力。例如，棉花的芽黃突變體和水稻的白轉(zhuǎn)綠突變體由于對(duì)農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)均無(wú)顯著影響，可以作為指示雜交種純度的有效形態(tài)標(biāo)記(Duncan and Pate1967；Wu et al.2003)；硬粒小麥的持綠突變體由于延遲了葉綠素的降解而延長(zhǎng)了光合作用的時(shí)間，從而提高了籽粒的產(chǎn)量(Spano et al.2003)；白茶突變體由于在階段性返白期葉片氨基酸含量的提高和組分的變化而成為制作高檔茶葉的理想原料(李素芳etal.1996)；由于突變導(dǎo)致的葉綠素含量相對(duì)于類胡蘿卜素和花青素含量的下降，自然界中大量植物表現(xiàn)出了廣泛的葉色變異，可以用于培育觀賞植物(Keskitalo et al.2005；Matile 2000)。

然而，盡管通過(guò)對(duì)葉色突變體的研究已經(jīng)鑒定了大量葉綠素代謝相關(guān)基因，初步描繪了葉綠素代謝相關(guān)的主要途徑，但人們對(duì)葉綠素代謝分子機(jī)制的認(rèn)識(shí)仍然存在大片空白。例如，由于突變體材料的缺乏，目前對(duì)葉綠素降解的了解還很少；當(dāng)前雖然已經(jīng)克隆了參與葉綠素合成的全部15種酶的編碼基因，但對(duì)其轉(zhuǎn)錄調(diào)控的研究才剛剛開始(Tang etal.2012)。鑒于上述現(xiàn)狀，重要實(shí)驗(yàn)材料的創(chuàng)制是進(jìn)一步深入研究葉綠素代謝分子機(jī)制的主要途徑。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個(gè)目的是提供WS1B蛋白質(zhì)的新用途。

本發(fā)明提供了WS1B蛋白質(zhì)在調(diào)控植物葉綠體代謝和/或發(fā)育中的應(yīng)用。

本發(fā)明還提供了WS1B蛋白質(zhì)在調(diào)控植物葉綠體類囊體膜的形成中的應(yīng)用。

上述應(yīng)用中，所述WS1B蛋白質(zhì)是如下a)或b)或c)或d)的蛋白質(zhì)：

a)氨基酸序列是序列6所示的蛋白質(zhì)；

b)在序列6所示的蛋白質(zhì)的N端和/或C端連接標(biāo)簽得到的融合蛋白質(zhì)；

c)將序列6所示的氨基酸序列經(jīng)過(guò)一個(gè)或幾個(gè)氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加得到的具有相同功能的蛋白質(zhì)；

d)與序列6所示的氨基酸序列具有75％或75％以上的同源性且具有相同功能的蛋白質(zhì)。

上述c)中的WS1B蛋白質(zhì)，所述一個(gè)或幾個(gè)氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加為不超過(guò)10個(gè)氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加。