植物雄性育性相關蛋白及其編碼基因和應用的製作方法
2023-07-02 22:56:46
專利名稱：植物雄性育性相關蛋白及其編碼基因和應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種植物雄性育性相關蛋白及其編碼基因和應用。
背景技術：
從上世紀70年代以來，雜種優勢利用為我國水稻生產做出了重大的貢獻。面臨我國經濟發展對農業生產所提出「高產、優質、高效、安全、生態」的新的重大需求，能否進一步發掘雜種優勢的應用潛力以應對，就成為擺在當代科學家面前的一個嚴峻挑戰。雜種優勢的形成基於兩個不同親本的組合。要在現有應用的基礎上進一步發掘其潛力，除了需要加強雜種優勢形成機制的研究之外，還急需建立有效的方法來創造雄性不育性狀，以便有效擴大雜交組合的篩選和優秀組合在生產上的應用。目前，在育種工作和生產上廣泛應用的雄性不育性狀多來自於自然突變及其性狀轉育株系。雄性不育性狀的來源十分有限，是擴大雜交組合篩選特別是應用的嚴重製約因子。雖然在20世紀90年代初美國科學家就已經證明通過生物技術的方法可以創製人工控制的雄性不育性狀，但是，按照目前國際通行的規則，所有具有應用潛力的創新都受到智慧財產權保護。因此，尋找新的、具有自主智慧財產權的創製人工控制雄性不育性狀的思路和方法，已經成為希望把握髮掘雜種優勢應用潛力主動權的國家和地區所面臨的無法迴避、亟待解決的關鍵問題之一。長期以來，人們一直利用常規育種的方法選育不育系，或者把不育性從一個品種轉育到另一個品種中，這些方法周期長、見效慢，不能滿足生產發展的迫切需要。目前，也有許多控制植物雄性不育性的基因被克隆，但是由於植物的不育性受核基因、線粒體基因、葉綠體基因和環境因素的影響，作用機理比較複雜，人們對其認識還不足，所以難在短期內獲得明顯的效果，基因工程雄性不育與用常規方法選育雄性不育相比具有一些特點選育周期縮短，育性相對穩定，受環境影響小，對基因型依賴少，環境汙染少。Mariani等人在1990 年開創了一個創造植物雄性不育的新途徑。他們應用來自於菸草的花葯絨氈層特異啟動子 (TA29)和核糖核酸酶基因(Barnase)嵌合後轉化菸草和油菜，由於核糖核酸酶的作用，轉基因菸草和油菜的花葯絨氈層被破壞，形成花粉敗育，而轉基因菸草的其他器官發育正常。 目前除了 Barnase基因以外，還有許多其他功能基因被應用於基因工程雄性不育的研究。
發明內容
本發明的目的是提供一種植物雄性育性相關蛋白及其編碼基因和應用。本發明提供的植物雄性育性相關蛋白(CaETRl)，來源於黃瓜(Cucumis sativusL.),是如下(a)或(b)(a)由序列表中序列1所示的胺基酸序列組成的蛋白質；(b)將序列1的胺基酸序列經過一個或幾個胺基酸殘基的取代和/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(a)中的CaETRl便於純化，可在由序列表中序列1所示的胺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所示的標籤。表1標籤的序列
權利要求
1.一種蛋白質，是如下(a)或(b)的蛋白質(a)由序列表中序列1所示的胺基酸序列組成的蛋白質；(b)將序列1的胺基酸序列經過一個或幾個胺基酸殘基的取代和/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。
2.編碼權利要求1所述蛋白的基因或其反義基因。
3.如權利要求2所述的基因或其反義基因，其特徵在於所述基因是如下1)或2)或3)的DNA分子1)序列表中序列2所示的DNA分子；2)在嚴格條件下與1)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；3)與1)或2)限定的DNA序列具有90%以上同源性且編碼植物雄性育性相關蛋白的 DNA分子；所述反義基因是與序列表中序列2所示的DNA分子反向互補的DNA分子。
4.含有權利要求2或3所述基因或其反義基因的重組表達載體、表達盒、轉基因細胞系或重組菌。
5.如權利要求4所述的重組表達載體，其特徵在於所述重組表達載體是在 Pcambial302載體的多克隆位點中插入權利要求2或3所述反義基因得到的重組質粒。
6.如權利要求5所述的重組表達載體，其特徵在於所述重組表達載體為在 PCambial302載體的多克隆位點中插入序列3所示的啟動子和所述反義基因，且由序列 3所示的啟動子啟動所述反義基因表達，得到的重組質粒；所述重組表達載體優選為在 Pcambial302載體的BamH I和Nco I酶切位點間插入序列3所示的啟動子，Nco I和Spe I酶切位點間插入所述反義基因，得到的重組質粒。
7.擴增權利要求2或3所述基因或其反義基因的全長及其任意片段的引物對。
8.權利要求1所述蛋白，權利要求2或3所述基因或其反義基因，權利要求4至6中任一所述重組表達載體、表達盒、轉基因細胞系或重組菌中的至少一種在植物育種中的應用。
9.一種培育雄性不育轉基因植物的方法，是抑制雄性可育植物中權利要求2或3所述基因的表達，得到雄性不育轉基因植物；所述雄性可育植物為攜帶權利要求2或3所述基因的植物。
10.如權利要求9所述的方法，其特徵在於所述方法是將權利要求2或3所述反義基因通過權利要求4至6中任一所述重組表達載體導入所述雄性可育植物中；所述雄性可育植物為單子葉植物或雙子葉植物；所述雙子葉植物優選為擬南芥。
全文摘要
本發明公開了一種植物雄性育性相關蛋白及其編碼基因和應用。本發明提供的蛋白質，是如下(a)或(b)的蛋白質(a)由序列表中序列1所示的胺基酸序列組成的蛋白質；(b)將序列1的胺基酸序列經過一個或幾個胺基酸殘基的取代和/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。抑制目的植物中所述蛋白的編碼基因的表達，可以得到雄性不育轉基因植物。所述蛋白的編碼基因可以用於培育各種雄性不育的轉基因植物，對農業具有重大意義和價值。
文檔編號A01H5/00GK102260338SQ20101018367
公開日2011年11月30日 申請日期2010年5月25日 優先權日2010年5月25日
發明者王東輝, 白書農, 許智宏 申請人:北京大學