本發(fā)明專利技術公開了一種水稻葉綠體發(fā)育相關蛋白及其編碼基因與應用。本發(fā)明專利技術提供的蛋白質，名稱為YLM(Yellow?Leaf?Mutant)，來源于水稻(Oryza?sativa），是如下（a）或（b）：（a）由序列表中序列2所示的氨基酸序列組成的蛋白質；（b）將序列表中序列2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/或添加且與植物葉綠體發(fā)育相關的由序列2衍生的蛋白質。本發(fā)明專利技術的實驗證明，本發(fā)明專利技術克隆得到YLM基因，缺失該基因的植株葉片黃化，證明YLM基因在葉綠體發(fā)育中發(fā)揮重要作用。
【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及植物基因工程領域，尤其涉及一種水稻葉綠體發(fā)育相關蛋白及其編碼基因與應用。
技術介紹
葉綠體是植物細胞各種代謝和調控活動的中心，它是半自主細胞器，具有自身的基因組。高等植物葉綠體不僅僅是光合作用的場所，同時也是許多代謝產物合成以及儲存的重要場所。具有光合活性的葉綠體是莖端分生組織的前質體發(fā)育來的。這個發(fā)育過程是在特定器官中進行的，依賴于光，受質體和核基因組編碼的眾多基因控制。隨著類囊體的不斷完善，葉綠體逐漸發(fā)育成熟。葉綠體中有大約3000種蛋白，他們在前質體到成熟葉綠體的發(fā)育過程，植物發(fā)育階段調控以及對植物對環(huán)境脅迫做出響應等方面扮演重要角色。這些蛋白廣泛參與葉綠體DNA合成，葉綠體轉錄翻譯元件的形成，光合作用各個元件的合成組裝等。研究表明，這些蛋白并不是在合成之后便一直存在，而是在工作一定時間后被降解。參與這些蛋白降解的蛋白酶有基質絲氨酸Clp蛋白酶,結合在類囊體上的FtsH金屬蛋白酶，絲氨酸DegP蛋白酶，類囊體結合t SppA和EGYl蛋白酶等。蛋白酶對底物的降解是有選擇性的，對底物的識別是由降解元件及分子伴侶活性共同實現(xiàn)的。在這些蛋白酶中，ATP依賴的Clp肽酶研究最多。這類酶包含一個催化中心以及一個HSP100輔助因子。在依賴能量的方式下，HsplOO選擇并轉運錯誤折疊的蛋白底物到催化中心進行降解。研究發(fā)現(xiàn)，雙子葉植物葉綠體Clp蛋白酶調控葉綠體生物發(fā)生以及植物發(fā)育。但單子葉植物中Clp蛋白酶的基因及功能還不清楚。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術的一個目的是提供一種水稻葉綠體發(fā)育相關蛋白及其編碼基因。本專利技術提供的水稻葉綠體發(fā)育相關蛋白，名稱為YLM，來源于水稻(Oryzasativa),是如下(a)或(b):(a)由序列表中序列2所示的氨基酸序列組成的蛋白質；(b)將序列表中序列2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/或添加且與植物葉綠體發(fā)育相關的由序列2衍生的蛋白質。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。上述序列表中的序列2由259個氨基酸殘基組成。編碼所述蛋白的DNA分子也屬于本專利技術的保護范圍。所述DNA分子是如下(1)或(2)或(3)的DNA分子:(1)編碼區(qū)為序列表中序列I所示的DNA分子；(2)在嚴格條件下與(1)限定的DNA序列雜交且編碼與植物葉綠體發(fā)育相關蛋白的DNA分子；(3)與(I)限定的DNA序列至少具有70%、至少具有75%、至少具有80%、至少具有85%、至少具有90%、至少具有95%、至少具有96%、至少具有97%、至少具有98%或至少具有99%同源性且編碼與植物葉綠體發(fā)育相關蛋白的DNA分子。上述嚴格條件為在6XSSC，0.5%SDS的溶液中，在65 ° C下雜交，然后用2X SSC, 0.1%SDS 和 I X SSC, 0.1%SDS 各洗膜一次。上述序列表中的序列I由780個核苷酸組成。本專利技術的另一個目的是提供抑制或沉默上述蛋白表達的物質的用途。本專利技術提供的抑制或沉默上述蛋白表達的物質在調控植物葉綠體發(fā)育中的應用。上述應用中，所述抑制或沉默上述蛋白表達的物質為重組載體、含有重組載體的轉基因細胞系或重組菌；所述重組載體為將DNA片段I和DNA片段2均插入雙元表達載體中，得到的抑制或沉默權利要求1所述蛋白表達的重組載體；所述DNA片段I的編碼區(qū)與所述DNA片段2的編碼區(qū)互為反向互補；所述DNA分子I編碼區(qū)的核苷酸序列為序列表中序列I自5’末端第I位-780位核苷酸；在本專利技術的實施例中，雙兀表達載體為pCUbil390- Δ FAD2,重組載體為 RNA 干擾重組載體 pCUbil390_ Δ FAD2-SX-YLM，具體構建方法見實施例2的一。上述應用中，所述調控植物葉綠體發(fā)育為抑制植物葉綠體發(fā)育，所述抑制植物葉綠體發(fā)育具體體現(xiàn)在使植物葉片黃化和/或使植物葉片葉綠體中類囊體減少； 所述植物具體為雙子葉植物或單子葉植物；所述單子葉植物進一步具體為水稻。本專利技術的第三個目的提供重組載體、含有重組載體的轉基因細胞系或重組菌。本專利技術提供的重組載體、含有重組載體的轉基因細胞系或重組菌:所述重組載體為將DNA片段I和DNA片段2均插入雙元表達載體中，得到的抑制或沉默權利要求1所述蛋白表達的重組載體；所述DNA片段I的編碼區(qū)與所述DNA片段2的編碼區(qū)互為反向互補；所述DNA分子I編碼區(qū)的核苷酸序列為序列表中序列I自5’末端第I位-780位核苷酸；在本專利技術的實施例中，雙元表達載體為pCUbil390_ Δ FAD2，重組載體為RNA干擾重組載體pCUbil390- Δ FAD2-SX-YLM，其構建方法見實施例2的一。本專利技術的第四個目的是提供一種培育轉基因植物的方法。本專利技術提供的方法，為抑制目的植物中的上述蛋白的活性或表達，得到轉基因植物，所述轉基因植物具有如下I)或2)中至少一種特征:I)所述轉基因植物葉片黃化；2)所述轉基因植物葉片葉綠體中類囊體少于所述目的植物。與目的植物相比，所述轉基因植物葉片的類囊體排列松散。上述方法中，所述抑制目的植物中的上述蛋白的活性或表達具體為上述的重組載體導入所述目的植物；所述目的植物具體為雙子葉植物或單子葉植物；所述單子葉植物進一步具體為水稻。擴增所述基因全長或其任意片段的引物對也是本專利技術保護的范圍。本專利技術的實驗證明，本專利技術克隆得到YLM基因，缺失該基因的植株葉片黃化且使植物葉片的類囊體減少，證明YLM基因或其編碼的蛋白在葉綠體發(fā)育中發(fā)揮重要作用。附圖說明圖1為pCUbil390_ Δ FAD2載體結構圖譜圖2為YLM干擾植株中YLM基因轉錄水平檢測圖3為YLM缺失植株外觀表型圖4為YLM缺 失植株葉綠體發(fā)育觀察具體實施例方式下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明，均為常規(guī)方法。下述實施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑得到。水稻(Oryza sativa ssp.Japonica) Asominori (以下也稱為野生型水稻或水稻日本晴，WT)記載在如下文獻中:Wu W，Zheng XM, Lu G, Zhong Z, Gao H, Chen L, Wu C，WangHJ, Wang Q, Zhou K, Wang JL, Wu F，Zhang X, Guo X, Cheng Z, Lei C，Lin Q, Jiang L, WangH, Ge S，Wan J (2013) Association of functional nucleotide polymorphisms atDTH2with the northward expansion of rice cultivation in Asia.Proc Natl Acad SciUSA.19; 110 (8):2775-80,公眾可從中國農業(yè)科學院作物科學研究所獲得。根癌農桿菌EHA105 (Agrobacterium tumefaciens EHA105)記載在 New Agrobacterium helper plasmids for gene transfer to plants.Hood,Elizabeth E;Gelvin, Stanton B;Melchers,本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術保護點】
一種蛋白，是如下（a）或（b）：（a）由序列表中序列2所示的氨基酸序列組成的蛋白質；（b）將序列表中序列2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/或添加且與植物葉綠體發(fā)育相關的由序列2衍生的蛋白質。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：萬建民，吳傳銀，吳赴清，董慧，費桂林，王久林，程治軍，王潔，郭秀平，張欣，
申請(專利權)人：中國農業(yè)科學院作物科學研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。