[發(fā)明專利]ZmLARP6c1蛋白在提高玉米花粉競爭力中的用途

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010771052.4
• 申請日: 2020-08-04
• 公開（公告）號: CN111676242A
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周練;蔡一林;劉朝顯
• 申請（專利權(quán)）人: 西南大學(xué)
• 主分類號: C12N15/82
• 分類號: C12N15/82;C12N15/29;C07K14/415;A01H5/02;A01H6/46
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 唐邦英

本發(fā)明公開了ZmLARP6c1蛋白在提高玉米花粉競爭力中的用途，本發(fā)明技術(shù)方案能研究ZmLARP6c1在植物花粉發(fā)育中的作用，從而調(diào)整植物花粉競爭力，最終能提高植物產(chǎn)量；本發(fā)明明確了ZmLARP6c1蛋白在花粉發(fā)育和改良產(chǎn)量方面的功能；本發(fā)明成果可運(yùn)用于通過生物技術(shù)調(diào)節(jié)玉米ZmLARP6c1蛋白的表達(dá)，從而培育在產(chǎn)量方面有顯著提高的玉米新品種；具有良好的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及分子生物學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ZmLARP6c1蛋白在提高玉米花粉競爭力中的用途。

背景技術(shù)

植物的生命周期在單倍體和二倍體之間交替，分別稱為配子體和孢子體。開花植物有雄配子體和雌配子體，兩者均由多個(gè)細(xì)胞組成，其功能受到多個(gè)基因的調(diào)控表達(dá)。在雄配子體中，花藥內(nèi)的花粉粒在減數(shù)分裂后開始發(fā)育，并產(chǎn)生單細(xì)胞小孢子。在玉米中，經(jīng)過兩次有絲分裂后，成熟的花粉粒由一個(gè)營養(yǎng)細(xì)胞和兩個(gè)精細(xì)胞組成。當(dāng)花粉粒到達(dá)花絲后，花粉管開始萌發(fā)，并朝向胚囊生長，隨后發(fā)生受精過程。花粉管的適當(dāng)生長是植物受精的必要條件。

包括玉米在內(nèi)的多種植物的雄配子體轉(zhuǎn)錄組分析表明，在花粉發(fā)育過程中，有許多基因在花粉中特異表達(dá)，與孢子體中的表達(dá)或功能具有顯著差異。這些差異基因中，部分基因可能與植物正常生殖過程有關(guān)，例如花粉管生長、精細(xì)胞傳遞、受精和種子結(jié)實(shí)等(Lalanne and Twell,2002)，但關(guān)于這些基因的功能研究幾乎沒有。值得注意的是，在配子體中部分具有活性的基因的突變體顯示其與雄配子的轉(zhuǎn)移減少有關(guān)，與野生型相比，突變體由于基因功能的缺失其花粉管生長競爭能力被削弱，因此會(huì)降低繁殖成功率。盡管在細(xì)胞發(fā)育過程中，大量的細(xì)胞調(diào)控基因共同起著重要作用，但是至今仍然沒有直接調(diào)控花粉生長的相關(guān)基因被鑒定。

在高等植物中，花發(fā)育和激素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控對基因表達(dá)的調(diào)節(jié)是必不可少的。RNA結(jié)合蛋白與轉(zhuǎn)錄后調(diào)控密切相關(guān)，包括前導(dǎo)mRNA加工、轉(zhuǎn)運(yùn)、定位、翻譯和mRNA的穩(wěn)定性等。特別是一類RNA結(jié)合蛋白，其在N端包含RNA識別基序(RRM)，在C端含有富含甘氨酸區(qū)域，這類蛋白在植物生長和脅迫響應(yīng)過程中起著至關(guān)重要的作用(Jankowsky,2011)。

LARP(La-related protein)是一個(gè)龐大而多樣的超家族，該家族成員都具有一個(gè)高度保守的的La基序(La motif，LAM)和一個(gè)RNA識別基序(RNA-recognition motif，RRM)(Bousquet-Antonelli and Deragon,2009；Bayfieldet al.,2010)，與RNA結(jié)合相關(guān)。LARPs在生物多個(gè)方面行駛著重要的細(xì)胞功能，可以分為五個(gè)家族：LARP1、LARP3、LARP4、LARP6和LARP7。但是，在LARP6家族中目前只在哺乳動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)了一種內(nèi)源性配體LARP6與I型膠原mRNA的5'UTR中的二級結(jié)構(gòu)元件結(jié)合(Cai et al.,2010)，并且LAM和RRM之間的LARP6域間連接子在RNA結(jié)合活性中起著關(guān)鍵作用(Martino et al.,2015)。

玉米基因組中有6個(gè)LARP6基因，分別是ZmLARP6a、ZmLARP6b1-b3和ZmLARP6c1-c2，玉米基因組中的LARP6基因的生物學(xué)功能尚未見報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供ZmLARP6c1蛋白在提高玉米花粉競爭力中的用途，為提高玉米結(jié)實(shí)率提供一種新選擇，為培育玉米新品中提供新的方向。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

ZmLARP6c1蛋白在提高玉米花粉競爭力中的用途。

具體是玉米RNA結(jié)合蛋白ZmLARP6c1在提高玉米授粉過程中花粉競爭力的用途，ZmLARP6c1蛋白具有良好的花粉競爭力，從而促進(jìn)植物授粉率增加，最終能提高植物結(jié)實(shí)率和產(chǎn)量。

進(jìn)一步地，ZmLARP6c1蛋白在提高玉米花粉萌發(fā)率中的用途。