[發明專利]金屬蛋白酶WS1A在調控植物葉綠體代謝中的應用

有效

• 申請號: 201810579944.7
• 申請日: 2018-06-07
• 公開（公告）號: CN108728429B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 吳新儒;劉貫山;代常波;龔達平;屈旭
• 申請（專利權）人: 中國農業科學院煙草研究所
• 主分類號: C12N9/64
• 分類號: C12N9/64;C12N15/57;C12N15/82;C12N5/10;A01H5/00;A01H6/82
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢;陳曉慶

本發明公開了金屬蛋白酶WS1A在調控植物葉綠體代謝中的應用。本發明WS1A蛋白質是如下a)或b)或c)或d)的蛋白質：a)氨基酸序列是序列5所示的蛋白質；b)在序列5所示的蛋白質的N端和/或C端連接標簽得到的融合蛋白質；c)將序列5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/或添加得到的具有相同功能的蛋白質；d)與序列5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。通過分析WS1A的生物學功能，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制提供了新思路。

技術領域

本發明屬于生物技術領域，具體涉及金屬蛋白酶WS1A在調控植物葉綠體代謝中的應用。

背景技術

葉綠素是綠色植物葉綠體內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鍵的作用。由于光合作用對維持全球生態系統的穩定十分重要，葉綠素也被認為是地球上最重要的物質之一(Liu et al.2007)。深入研究葉綠素代謝的分子機制，對于全面了解光合作用的機理、促進農業的可持續發展以及加快對生物質能源的研究與利用均具有重要的意義。

對葉綠素代謝的研究一般從葉色的變化入手，這是因為葉綠素含量的變化往往導致植物葉片出現白化、黃化、淡綠、深綠等異常的表型(Kurata et al.2005)。過去幾十年來，人們在植物中鑒定了大量的葉色突變體，對這些突變體的分子生物學研究已在較大程度上揭示了葉綠素代謝的分子機制。

由于葉綠素的正常代謝被破壞，很多葉色突變體曾被認為不利于植物的生長發育而在農業生產上毫無用處。不過，隨著科技的進步和相關研究的深入挖掘，一些突變體逐漸表現出了較大的應用潛力。例如，棉花的芽黃突變體和水稻的白轉綠突變體由于對農作物的產量和品質均無顯著影響，可以作為指示雜交種純度的有效形態標記(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了光合作用的時間，從而提高了籽粒的產量(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)；由于突變導致的葉綠素含量相對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，盡管通過對葉色突變體的研究已經鑒定了大量葉綠素代謝相關基因，初步描繪了葉綠素代謝相關的主要途徑，但人們對葉綠素代謝分子機制的認識仍然存在大片空白。例如，由于突變體材料的缺乏，目前對葉綠素降解的了解還很少；當前雖然已經克隆了參與葉綠素合成的全部15種酶的編碼基因，但對其轉錄調控的研究才剛剛開始(Tang etal.2012)。鑒于上述現狀，重要實驗材料的創制是進一步深入研究葉綠素代謝分子機制的主要途徑。

發明內容

本發明的一個目的是提供WS1A蛋白質的新用途。

本發明提供了WS1A蛋白質在調控植物葉綠體代謝和/或發育中的應用。

本發明還提供了WS1A蛋白質在調控植物葉綠體類囊體膜的形成中的應用。

上述應用中，所述WS1A蛋白質是如下a)或b)或c)或d)的蛋白質：

a)氨基酸序列是序列5所示的蛋白質；

b)在序列5所示的蛋白質的N端和/或C端連接標簽得到的融合蛋白質；

c)將序列5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/或添加得到的具有相同功能的蛋白質；

d)與序列5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。

上述c)中的WS1A蛋白質，所述一個或幾個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加為不超過10個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加。