專利名稱：植物體細(xì)胞胚胎發(fā)生相關(guān)蛋白GhSERK2及其編碼基因與應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種植物體細(xì)胞胚胎發(fā)生相關(guān)蛋白GhSERK2及其編碼基因與應(yīng)用。
背景技術(shù)：
棉花是全球重要的經(jīng)濟(jì)作物之一，為紡織工業(yè)和油脂工業(yè)提供了重要原料。同時(shí)，棉花是將現(xiàn)代生物技術(shù)與傳統(tǒng)育種相結(jié)合、應(yīng)用轉(zhuǎn)基因技術(shù)最為成功的作物，而棉花的組織培養(yǎng)技術(shù)是轉(zhuǎn)基因技術(shù)實(shí)現(xiàn)的重要平臺(tái)。棉花的組織培養(yǎng)主要包括器官發(fā)生途徑和胚狀體途徑。植物的離體器官發(fā)生是指培養(yǎng)條件下的組織或細(xì)胞團(tuán)(愈傷組織)分化形成不定根(adventitious roots)、不定芽(adventitious shoots)等器官的過程；胚狀體(embryoid)即體細(xì)胞胚或體胚,是在植物體·夕卜，某些植物以特定部位為外植體，通過組織培養(yǎng)，在特定條件下由體細(xì)胞產(chǎn)生的類似胚胎的結(jié)構(gòu)。其發(fā)育過程與合子胚類似，經(jīng)過原胚、球形胚、心形胚、魚雷形胚及子葉胚等幾個(gè)階段；在其發(fā)生的最早階段就具有兩極性，即根端(胚根)和莖端(胚芽)，并且與母體細(xì)胞或外植體的維管束無直接連系，這與器官發(fā)生不同。因此，胚狀體一開始就是一個(gè)完整植物的雛形，可通過根端或類似胚柄結(jié)構(gòu)從外植體或愈傷組織中取得營(yíng)養(yǎng)。棉花的組織培養(yǎng)技術(shù)包括體細(xì)胞培養(yǎng)、花藥培養(yǎng)、莖尖培養(yǎng)、胚珠和胚培養(yǎng)、原生質(zhì)體培養(yǎng)等方面的組織培養(yǎng)體系，其中棉花的體細(xì)胞培養(yǎng)是發(fā)展最為成熟的技術(shù)之一。通過棉花體細(xì)胞培養(yǎng)的方法，以下胚軸、葉柄、胚性愈傷組織等為受體進(jìn)行遺傳轉(zhuǎn)化獲得轉(zhuǎn)基因棉花的方法獲得了廣泛的應(yīng)用。自1979 年 Price 和 Smith 首次報(bào)道從克勞茨基(Gossypium klotzschianum)野生棉的細(xì)胞懸浮培養(yǎng)中獲得了體細(xì)胞胚以來，目前已在陸地棉(Gossypium hirsutumL.)、海島棉(Gossypium barbadense L.)、亞洲棉(Gossypium arboreum L.)、草棉(Gossypiumherbaceum L.)、克勞茨基棉(Gossypium klotzschianum Anderss)、旱地棉(Gossypiumaridum)、戴維遜氏棉(Gossypium davidsonii )、雷蒙德氏棉(Gossypiumraimondii )、瑟伯氏棉(Gossypium thurberi )、擬似棉(Gossypium gossypioides)、夏威夷棉(Gossypiumtomentosum)、納爾遜氏棉(Gossypium nelsonii )、澳洲棉(Gossypiumaustrale)、司篤克氏棉(Gossypium stocksii)等14個(gè)種中獲得了胚狀體或再生植株,特別是在陸地棉栽培種中已獲得了許多品種的再生體系。目前，通過體細(xì)胞培養(yǎng)過程建立再生體系的棉花品種大多已被生產(chǎn)淘汰，利用這些品種進(jìn)行棉花遺傳轉(zhuǎn)化獲得的轉(zhuǎn)基因植株后代農(nóng)藝性狀較差，增加了其后篩選優(yōu)良品種難度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是一種植物體細(xì)胞胚胎發(fā)生相關(guān)蛋白GhSERK2及其編碼基因與應(yīng)用。
本發(fā)明所提供的體細(xì)胞胚胎發(fā)生相關(guān)蛋白，來源于陸地棉(Gossypium hirsutumL.)，名稱為GhSERK2，是如下a)或b)的蛋白質(zhì)a)由序列表序列2所示的氨基酸序列組成的蛋白質(zhì)；b)將序列表序列2的氨基酸序列經(jīng)過一個(gè)或幾個(gè)氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加且與植物體細(xì)胞胚胎發(fā)生相關(guān)的由(a)衍生的蛋白質(zhì)；序列表序列2所示的氨基酸序列由620個(gè)氨基酸殘基組成。為了使上述(a)中的蛋白便于純化，可在由序列表序列2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I所示的標(biāo)簽。表I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)由序列表序列2所示的氨基酸序列組成的蛋白質(zhì)； b)將序列表序列2的氨基酸序列經(jīng)過一個(gè)或幾個(gè)氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加且與植物體細(xì)胞胚胎發(fā)生相關(guān)的由(a)衍生的蛋白質(zhì)。
2.權(quán)利要求I所述蛋白質(zhì)的編碼基因； 所述基因具體可為如下I)-4)基因中的任意一種 1)其核苷酸序列是序列表序列I中第148位至第2010位所示的DNA分子； 2)其核苷酸序列是序列表序列I所示的DNA分子； 3)與I)或2)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%同源性且編碼權(quán)利要求I所述蛋白質(zhì)的DNA分子； 4)在嚴(yán)格條件下與I)或2)或3)限定的DNA序列雜交且編碼權(quán)利要求I所述蛋白質(zhì)的DNA分子。
3.含有權(quán)利要求2所述基因的重組載體、表達(dá)盒、轉(zhuǎn)基因細(xì)胞系、重組菌或重組病毒。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的重組載體，其特征在于所述重組載體為將權(quán)利要求2所述基因插入載體PBI121的Xba I和Sac I得到的重組表達(dá)載體。
5.權(quán)利要求I所述蛋白質(zhì)或權(quán)利要求2所述基因在調(diào)控目的植物體細(xì)胞胚胎發(fā)生中的應(yīng)用。
6.一種培育轉(zhuǎn)基因植物的方法，是將權(quán)利要求2所述基因?qū)肽康闹参镏?，得到體細(xì)胞胚胎發(fā)生能力高于所述目的植物的轉(zhuǎn)基因植物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述導(dǎo)入是通過權(quán)利要求4所述重組載體實(shí)現(xiàn)的。
8.一種提高目的植物體細(xì)胞胚胎發(fā)生能力的方法，包括在所述目的植物中表達(dá)權(quán)利要求I所述蛋白質(zhì)或其編碼基因的步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求5—8中任一所述的應(yīng)用或方法，其特征在于所述目的植物為單子葉植物或雙子葉植物。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用或方法，其特征在于所述雙子葉植物為擬南芥或煙草。
全文摘要
本發(fā)明公開了植物體細(xì)胞胚胎發(fā)生相關(guān)蛋白GhSERK2及其編碼基因與應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)證明，表達(dá)序列表序列1所示基因GhSERK2的轉(zhuǎn)基因擬南芥株系，每個(gè)下胚軸經(jīng)誘導(dǎo)分化后的出芽數(shù)目明顯高于野生型和轉(zhuǎn)空載體對(duì)照；表達(dá)序列表序列1所示基因GhSERK2的轉(zhuǎn)基因煙草株系，每個(gè)外植體葉片小塊經(jīng)誘導(dǎo)分化后的出芽數(shù)目明顯高于野生型和轉(zhuǎn)空載體對(duì)照；說明GhSERK2蛋白及其編碼基因具有調(diào)控目的植株的體細(xì)胞胚胎發(fā)生的能力。本發(fā)明在明確棉花體細(xì)胞培養(yǎng)過程中的網(wǎng)絡(luò)調(diào)控及遺傳機(jī)制，提高棉花的植株再生率和遺傳轉(zhuǎn)化率，克服棉花體細(xì)胞培養(yǎng)的基因型限制，有目的的選擇優(yōu)良的基因型獲得再生株，以快速高效地獲得新的優(yōu)良棉花品種等方面具有重要意義。
文檔編號(hào)C12N1/19GK102936279SQ201210475749
公開日2013年2月20日 申請(qǐng)日期2012年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月21日
發(fā)明者華金平, 劉正杰, 張園, 趙清翠, 王玉美, 梁偉 申請(qǐng)人:中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)