專利名稱：一種植物雄性育性相關蛋白及其編碼基因與應用的制作方法
技術領域：
本發明屬于基因工程領域，涉及一種植物雄性育性相關蛋白及其編碼基因與應用。
背景技術：
水稻花藥的開裂特性是通過控制柱頭上萌發的花粉量來影響植株的花粉育性，是影響水稻結實率的一個重要因素。在水稻秈粳雜種Fl植株普遍存在較嚴重的花藥不開裂障礙，主要表現為部分花藥的一個或兩個藥室在開花時不開裂，其花藥表皮細胞形狀不規貝U，膨大也不夠充分。從解剖學方面分析，花藥不能正常開裂的原因有幾方面，一是亞種間組合部分花藥的“藥室間組織間隙”未充分發育，藥隔維管束細胞結合緊密牢固，開穎時藥室開裂困難造成部分花藥的傳粉障礙。二是發現花藥的“藥室間組織間隙”發育不夠完善，致使該雜種的成熟花藥不能很好地開裂。此外，還發現雜種花藥中的核糖體狀顆粒會引起成熟花粉粒相互聚集，使其不利散粉。三是植株的裂藥性受花粉不育基因互作控制，不同雜合座位內等位花粉不育基因互作導致雜種Fl花藥不開裂的程度不同，不同雜合座位間非等位花粉不育基因互作明顯降低雜種Fl的裂藥程度，雜種Fl中含雜合花粉不育基因座位數越多，其裂藥指數越小，裂藥程度越低。雜種Fl花藥不開裂的原因隨其所含的雜合花粉不育基因座位種類和數目不同而異，總起來看主要包括藥室退化、花藥缺乏裂腔或形成的裂腔小、藥室嚴重畸形以及形成的“彈簧”弱等；此外，大量敗育花粉的產生也可能是引起雜種Fl花藥不開裂的原因之一。對于水稻這種自花授粉植物而言，在花藥發育后期必須經歷一下三個時期才能順利完成開花授粉一是花藥能夠正常裂藥，使成熟的花粉粒釋放在柱頭上；二是成熟的花粉粒能和柱頭親和以及花粉粒在柱頭上萌發；最后是萌發的花粉管能伸長至胚囊中釋放2個精細胞，完成雙受精的過程。花藥的正常開裂是開花植物受精的第一步，在這個發育過程中，有許多的因素影響著花藥的開裂。其中植物激素就涉及到花藥的裂藥、花粉的萌發和雙受精等過程。如植物激素生長素就是植物生長發育調控的核心激素，生長素含量過高或過低都會對植物的生長發育產生不利影響，特別在花藥的開裂以及花粉的萌發和生長。因此在水稻花藥合成的生長素的濃度必然要求有相應的機制嚴格控制它的含量。否則將導致植株的雄性不育出現。目前，水稻花藥開裂的機制并不清楚。

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。本發明的另一目的是提供該蛋白的編碼基因與應用。本發明提供的植物雄性育性相關蛋白(OsRadl),來源于稻屬水稻(Oryza sativavar.日本晴)，具有如(a)或(b)所示的氨基酸殘基序列(a)由SEQ ID NO. I所示的氨基酸序列組成的蛋白質；(b)將SEQ ID NO. I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/或添加衍生得到的與植物雄性育性相關的蛋白質。序列表中的序列I由300個氨基酸殘基組成，自第149至251位為2酮戊二酸-Fe2+加氧酶(20G_FeII Oxy)結構域。為了使(a)中的OsRadl便于純化，可在由SEQ ID NO. I所示的氨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I所示的標簽。
表I標簽的序列
權利要求
1.一種蛋白質，具有如(a)或(b)所不的氣基酸殘基序列 (a)由SEQID NO. I所示的氨基酸序列組成的蛋白質； (b)將SEQID NO. I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/或添加衍生得到的與植物雄性育性相關的蛋白質。
2.編碼權利要求I所述蛋白的基因。
3.根據權利要求2所述的基因，其特征在于所述基因是如下I)或2)或3)或4)的DNA分子 1)SEQ ID NO. 2所示的DNA分子； 2)SEQ ID NO.所示的DNA分子； 3)在嚴格條件下與I)或2)限定的DNA序列雜交且編碼所述蛋白的DNA分子； 4)與I)或2)或3)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。
4.含有權利要求2或3所述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，其特征在于所述重組表達載體是在PCAMBIA1305. I載體的EcoRI重組位點之間插入權利要求2或3所述基因得到的重組質粒。
6.擴增權利要求2或3所述基因的全長及其任意片段的引物對，優選Primerl/Primer2、Primer3/Primer4 或 Primer5/Primer6。
7.權利要求I所述蛋白，權利要求2或3所述基因，權利要求4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。
8.一種培育雄性可育轉基因植物的方法，是將權利要求2或3所述基因導入雄性不育植物中，得到雄性可育的轉基因植物；所述雄性不育植物為花粉育性低于50%的植物；所述雄性可育的轉基因植物為花粉育性高于90%的轉基因植物。
9.如權利要求7所述的方法，其特征在于權利要求2或3所述基因通過權利要求4或5所述重組表達載體導入雄性不育植物中。
10.一種培育雄性不育系轉基因植物的方法，是抑制目的植物中權利要求2或3所述基因的表達，得到雄性不育系轉基因植物；所述目的植物為攜帶權利要求2或3所述基因的植物。
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與應用。本發明提供的蛋白質，是如下(a)或(b)的蛋白質(a)由SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列組成的蛋白質；(b)將序列1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/或添加且與植物雄性育性相關的由SEQ ID NO.1衍生的蛋白質。本發明的植物雄性育性相關蛋白影響植物的花藥開裂過程。抑制該蛋白編碼基因的表達可導致植物雄性育性降低，并影響其結實率，從而可以培育雄性花藥不開裂變異的轉基因植物和植物雄性不育系轉基因植物。將所述蛋白的編碼基因導入雄性不育植物中，可以培育雄性可育轉基因植物。所述蛋白及其編碼基因可以應用于植物遺傳改良。
文檔編號C12N1/21GK102618510SQ20121008795
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月29日 優先權日2012年3月29日
發明者萬建民, 余曉文, 劉世家, 劉喜, 張云輝, 江玲, 趙志剛, 陳亮明 申請人:南京農業大學