專(zhuān)利名稱(chēng)：植物雄性育性相關(guān)蛋白及其編碼基因和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種植物雄性育性相關(guān)蛋白及其編碼基因和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
從上世紀(jì)70年代以來(lái)，雜種優(yōu)勢(shì)利用為我國(guó)水稻生產(chǎn)做出了重大的貢獻(xiàn)。面臨我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所提出“高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、安全、生態(tài)”的新的重大需求，能否進(jìn)一步發(fā)掘雜種優(yōu)勢(shì)的應(yīng)用潛力以應(yīng)對(duì)，就成為擺在當(dāng)代科學(xué)家面前的一個(gè)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。雜種優(yōu)勢(shì)的形成基于兩個(gè)不同親本的組合。要在現(xiàn)有應(yīng)用的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)掘其潛力，除了需要加強(qiáng)雜種優(yōu)勢(shì)形成機(jī)制的研究之外，還急需建立有效的方法來(lái)創(chuàng)造雄性不育性狀，以便有效擴(kuò)大雜交組合的篩選和優(yōu)秀組合在生產(chǎn)上的應(yīng)用。目前，在育種工作和生產(chǎn)上廣泛應(yīng)用的雄性不育性狀多來(lái)自于自然突變及其性狀轉(zhuǎn)育株系。雄性不育性狀的來(lái)源十分有限，是擴(kuò)大雜交組合篩選特別是應(yīng)用的嚴(yán)重制約因子。雖然在20世紀(jì)90年代初美國(guó)科學(xué)家就已經(jīng)證明通過(guò)生物技術(shù)的方法可以創(chuàng)制人工控制的雄性不育性狀，但是，按照目前國(guó)際通行的規(guī)則，所有具有應(yīng)用潛力的創(chuàng)新都受到知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)。因此，尋找新的、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)制人工控制雄性不育性狀的思路和方法，已經(jīng)成為希望把握發(fā)掘雜種優(yōu)勢(shì)應(yīng)用潛力主動(dòng)權(quán)的國(guó)家和地區(qū)所面臨的無(wú)法回避、亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題之一。長(zhǎng)期以來(lái)，人們一直利用常規(guī)育種的方法選育不育系，或者把不育性從一個(gè)品種轉(zhuǎn)育到另一個(gè)品種中，這些方法周期長(zhǎng)、見(jiàn)效慢，不能滿(mǎn)足生產(chǎn)發(fā)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，但是由于植物的不育性受核基因、線粒體基因、葉綠體基因和環(huán)境因素的影響，作用機(jī)理比較復(fù)雜，人們對(duì)其認(rèn)識(shí)還不足，所以難在短期內(nèi)獲得明顯的效果，基因工程雄性不育與用常規(guī)方法選育雄性不育相比具有一些特點(diǎn)選育周期縮短，育性相對(duì)穩(wěn)定，受環(huán)境影響小，對(duì)基因型依賴(lài)少，環(huán)境污染少。Mariani等人在1990 年開(kāi)創(chuàng)了一個(gè)創(chuàng)造植物雄性不育的新途徑。他們應(yīng)用來(lái)自于煙草的花藥絨氈層特異啟動(dòng)子 (TA29)和核糖核酸酶基因(Barnase)嵌合后轉(zhuǎn)化煙草和油菜，由于核糖核酸酶的作用，轉(zhuǎn)基因煙草和油菜的花藥絨氈層被破壞，形成花粉敗育，而轉(zhuǎn)基因煙草的其他器官發(fā)育正常。 目前除了 Barnase基因以外，還有許多其他功能基因被應(yīng)用于基因工程雄性不育的研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種植物雄性育性相關(guān)蛋白及其編碼基因和應(yīng)用。本發(fā)明提供的植物雄性育性相關(guān)蛋白(CaETRl)，來(lái)源于黃瓜(Cucumis sativusL.),是如下(a)或(b)(a)由序列表中序列1所示的氨基酸序列組成的蛋白質(zhì)；(b)將序列1的氨基酸序列經(jīng)過(guò)一個(gè)或幾個(gè)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(guān)的由序列1衍生的蛋白質(zhì)。為了使(a)中的CaETRl便于純化，可在由序列表中序列1所示的氨基酸序列組成的蛋白質(zhì)的氨基末端或羧基末端連接上如表1所示的標(biāo)簽。表1標(biāo)簽的序列
權(quán)利要求
1.一種蛋白質(zhì)，是如下(a)或(b)的蛋白質(zhì)(a)由序列表中序列1所示的氨基酸序列組成的蛋白質(zhì)；(b)將序列1的氨基酸序列經(jīng)過(guò)一個(gè)或幾個(gè)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(guān)的由序列1衍生的蛋白質(zhì)。
2.編碼權(quán)利要求1所述蛋白的基因或其反義基因。
3.如權(quán)利要求2所述的基因或其反義基因，其特征在于所述基因是如下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(yán)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(guān)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(guān)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(bǔ)的DNA分子。
4.含有權(quán)利要求2或3所述基因或其反義基因的重組表達(dá)載體、表達(dá)盒、轉(zhuǎn)基因細(xì)胞系或重組菌。
5.如權(quán)利要求4所述的重組表達(dá)載體，其特征在于所述重組表達(dá)載體是在 Pcambial302載體的多克隆位點(diǎn)中插入權(quán)利要求2或3所述反義基因得到的重組質(zhì)粒。
6.如權(quán)利要求5所述的重組表達(dá)載體，其特征在于所述重組表達(dá)載體為在 PCambial302載體的多克隆位點(diǎn)中插入序列3所示的啟動(dòng)子和所述反義基因，且由序列 3所示的啟動(dòng)子啟動(dòng)所述反義基因表達(dá)，得到的重組質(zhì)粒；所述重組表達(dá)載體優(yōu)選為在 Pcambial302載體的BamH I和Nco I酶切位點(diǎn)間插入序列3所示的啟動(dòng)子，Nco I和Spe I酶切位點(diǎn)間插入所述反義基因，得到的重組質(zhì)粒。
7.擴(kuò)增權(quán)利要求2或3所述基因或其反義基因的全長(zhǎng)及其任意片段的引物對(duì)。
8.權(quán)利要求1所述蛋白，權(quán)利要求2或3所述基因或其反義基因，權(quán)利要求4至6中任一所述重組表達(dá)載體、表達(dá)盒、轉(zhuǎn)基因細(xì)胞系或重組菌中的至少一種在植物育種中的應(yīng)用。
9.一種培育雄性不育轉(zhuǎn)基因植物的方法，是抑制雄性可育植物中權(quán)利要求2或3所述基因的表達(dá)，得到雄性不育轉(zhuǎn)基因植物；所述雄性可育植物為攜帶權(quán)利要求2或3所述基因的植物。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于所述方法是將權(quán)利要求2或3所述反義基因通過(guò)權(quán)利要求4至6中任一所述重組表達(dá)載體導(dǎo)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(yōu)選為擬南芥。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種植物雄性育性相關(guān)蛋白及其編碼基因和應(yīng)用。本發(fā)明提供的蛋白質(zhì)，是如下(a)或(b)的蛋白質(zhì)(a)由序列表中序列1所示的氨基酸序列組成的蛋白質(zhì)；(b)將序列1的氨基酸序列經(jīng)過(guò)一個(gè)或幾個(gè)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(guān)的由序列1衍生的蛋白質(zhì)。抑制目的植物中所述蛋白的編碼基因的表達(dá)，可以得到雄性不育轉(zhuǎn)基因植物。所述蛋白的編碼基因可以用于培育各種雄性不育的轉(zhuǎn)基因植物，對(duì)農(nóng)業(yè)具有重大意義和價(jià)值。
文檔編號(hào)A01H5/00GK102260338SQ20101018367
公開(kāi)日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2010年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月25日
發(fā)明者王東輝, 白書(shū)農(nóng), 許智宏 申請(qǐng)人:北京大學(xué)