[發明專利]與植物光合功能相關的基因SCD1及其編碼蛋白的應用以及相關生物材料

在審

• 申請號: 202011513629.8
• 申請日: 2020-12-18
• 公開（公告）號: CN114644697A
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 盧慶陶;溫曉剛;盧從明;楊志攀;丁順華;楊輝霞;張薇
• 申請（專利權）人: 中國科學院植物研究所
• 主分類號: C07K14/415
• 分類號: C07K14/415;C12N15/29;C12N15/82;C12N5/10;A01H5/12;A01H6/20
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 張羽

本發明公開了涉及與植物光合功能相關的基因SCD1及其編碼蛋白的應用以及相關生物材料。SCD1編碼蛋白為a1)或a2)或a3)或a4)：a1)氨基酸序列是序列表中SEQ ID NO.3所示的蛋白質；a2)在序列表中SEQ ID NO.3所示的蛋白質的N端或/和C端連接標簽得到的融合蛋白質；a3)將序列表中SEQ ID NO.3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生物學功能的蛋白質；a4)與序列表中SEQ ID NO.3限定的氨基酸序列具有80％或80％以上同一性，來源于擬南芥且具有相同生物學功能的蛋白質。SCD1基因突變導致植株葉片遲綠，植株變小，這一表型特點在觀賞植物培育方面，例如培養植株矮小的觀賞植物或者葉片色彩多樣的觀賞植物具有潛在的應用價值。

技術領域

本發明涉及生物技術領域，尤其是涉及與植物光合功能相關的基因SCD1及其編碼蛋白的應用以及相關生物材料。

背景技術

植物的葉綠體被認為是十億年前藍藻被真核生物吞噬后經內共生演化而來。在內共生演化過程中，藍藻自身攜帶的基因組絕大部分丟失或者轉移并整合到宿主細胞核基因組中，葉綠體基因組僅保留了很少量的基因。葉綠體基因組與原核生物的基因組類似，為雙鏈閉合環狀DNA分子，高等植物的葉綠體基因組僅含有約120個基因，包括全部的rRNA和tRNA基因、啟動基因表達所需的蛋白基因、光系統蛋白基因和少量代謝相關的蛋白基因。葉綠體基因的表達與調控對葉綠體發育、葉綠體中的能量轉化和物質代謝至關重要。

最早認為葉綠體基因的表達與原核生物相似，是在轉錄起始水平上的調控。但是隨著基因組測序工作的進行及對葉綠體基因表達調控研究的深入，發現葉綠體基因表達調控比預想的要復雜得多，涉及轉錄、轉錄后加工、翻譯、翻譯后加工等多個步驟和環節，而且葉綠體基因表達調控需要細胞核基因組和葉綠體基因組協同調控。大量細胞核基因編碼的葉綠體蛋白聚集在葉綠體類核區，參與葉綠體的基因表達調控。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是如何調控植物的生物量和/或如何調控植物的光合功能。該調控光合功能可為調控葉綠素含量、調控光系統活性和/或調控光合蛋白含量。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種應用，其中，所述應用為如下A1)-A4)中的至少一種：

A1)SCD1蛋白在調控植物生物量中的應用；

A2)SCD1蛋白在調控植物葉綠素含量中的應用；

A3)SCD1蛋白在調控植物光系統活性中的應用；

A4)SCD1蛋白在調控植物光合蛋白含量中的應用。

所述SCD1蛋白為a1)或a2)或a3)或a4)：

a1)氨基酸序列是序列表中SEQ ID NO.3所示的蛋白質；

a2)在序列表中SEQ ID NO.3所示的蛋白質的N端或/和C端連接標簽得到的融合蛋白質；

a3)將序列表中SEQ ID NO.3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生物學功能的蛋白質；

a4)與序列表中SEQ ID NO.3限定的氨基酸序列具有80％或80％以上同一性，來源于擬南芥且具有相同生物學功能的蛋白質。

上述蛋白質可人工合成，也可先合成其編碼基因，再進行生物表達得到。

上述蛋白質中，所述蛋白標簽(protein-tag)是指利用DNA體外重組技術，與目的蛋白一起融合表達的一種多肽或者蛋白，以便于目的蛋白的表達、檢測、示蹤和/或純化。所述蛋白標簽可為Flag標簽、His標簽、MBP標簽、HA標簽、myc標簽、GST標簽和/或SUMO標簽等。