植物雄性育性相关蛋白及其编码基因和应用的制作方法

文档序号:112073
专利名称:植物雄性育性相关蛋白及其编码基因和应用的制作方法
技术领域
本发明涉及一种植物雄性育性相关蛋白及其编码基因和应用。
背景技术
从上世纪70年代以来,杂种优势利用为我国水稻生产做出了重大的贡献。面临我国经济发展对农业生产所提出“高产、优质、高效、安全、生态”的新的重大需求,能否进一步发掘杂种优势的应用潜力以应对,就成为摆在当代科学家面前的一个严峻挑战。杂种优势的形成基于两个不同亲本的组合。要在现有应用的基础上进一步发掘其潜力,除了需要加强杂种优势形成机制的研究之外,还急需建立有效的方法来创造雄性不育性状,以便有效扩大杂交组合的筛选和优秀组合在生产上的应用。目前,在育种工作和生产上广泛应用的雄性不育性状多来自于自然突变及其性状转育株系。雄性不育性状的来源十分有限,是扩大杂交组合筛选特别是应用的严重制约因子。虽然在20世纪90年代初美国科学家就已经证明通过生物技术的方法可以创制人工控制的雄性不育性状,但是,按照目前国际通行的规则,所有具有应用潜力的创新都受到知识产权保护。因此,寻找新的、具有自主知识产权的创制人工控制雄性不育性状的思路和方法,已经成为希望把握发掘杂种优势应用潜力主动权的国家和地区所面临的无法回避、亟待解决的关键问题之一。长期以来,人们一直利用常规育种的方法选育不育系,或者把不育性从一个品种转育到另一个品种中,这些方法周期长、见效慢,不能满足生产发展的迫切需要。目前,也有许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、线粒体基因、叶绿体基因和环境因素的影响,作用机理比较复杂,人们对其认识还不足,所以难在短期内获得明显的效果,基因工程雄性不育与用常规方法选育雄性不育相比具有一些特点选育周期缩短,育性相对稳定,受环境影响小,对基因型依赖少,环境污染少。Mariani等人在1990 年开创了一个创造植物雄性不育的新途径。他们应用来自于烟草的花药绒毡层特异启动子 (TA29)和核糖核酸酶基因(Barnase)嵌合后转化烟草和油菜,由于核糖核酸酶的作用,转基因烟草和油菜的花药绒毡层被破坏,形成花粉败育,而转基因烟草的其他器官发育正常。 目前除了 Barnase基因以外,还有许多其他功能基因被应用于基因工程雄性不育的研究。

发明内容
本发明的目的是提供一种植物雄性育性相关蛋白及其编码基因和应用。本发明提供的植物雄性育性相关蛋白(CaETRl),来源于黄瓜(Cucumis sativusL.),是如下(a)或(b)(a)由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质;(b)将序列1的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物雄性育性相关的由序列1衍生的蛋白质。为了使(a)中的CaETRl便于纯化,可在由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质的氨基末端或羧基末端连接上如表1所示的标签。表1标签的序列
权利要求
1.一种蛋白质,是如下(a)或(b)的蛋白质(a)由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质;(b)将序列1的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物雄性育性相关的由序列1衍生的蛋白质。
2.编码权利要求1所述蛋白的基因或其反义基因。
3.如权利要求2所述的基因或其反义基因,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)在严格条件下与1)限定的DNA序列杂交且编码植物雄性育性相关蛋白的DNA分子;3)与1)或2)限定的DNA序列具有90%以上同源性且编码植物雄性育性相关蛋白的 DNA分子;所述反义基因是与序列表中序列2所示的DNA分子反向互补的DNA分子。
4.含有权利要求2或3所述基因或其反义基因的重组表达载体、表达盒、转基因细胞系或重组菌。
5.如权利要求4所述的重组表达载体,其特征在于所述重组表达载体是在 Pcambial302载体的多克隆位点中插入权利要求2或3所述反义基因得到的重组质粒。
6.如权利要求5所述的重组表达载体,其特征在于所述重组表达载体为在 PCambial302载体的多克隆位点中插入序列3所示的启动子和所述反义基因,且由序列 3所示的启动子启动所述反义基因表达,得到的重组质粒;所述重组表达载体优选为在 Pcambial302载体的BamH I和Nco I酶切位点间插入序列3所示的启动子,Nco I和Spe I酶切位点间插入所述反义基因,得到的重组质粒。
7.扩增权利要求2或3所述基因或其反义基因的全长及其任意片段的引物对。
8.权利要求1所述蛋白,权利要求2或3所述基因或其反义基因,权利要求4至6中任一所述重组表达载体、表达盒、转基因细胞系或重组菌中的至少一种在植物育种中的应用。
9.一种培育雄性不育转基因植物的方法,是抑制雄性可育植物中权利要求2或3所述基因的表达,得到雄性不育转基因植物;所述雄性可育植物为携带权利要求2或3所述基因的植物。
10.如权利要求9所述的方法,其特征在于所述方法是将权利要求2或3所述反义基因通过权利要求4至6中任一所述重组表达载体导入所述雄性可育植物中;所述雄性可育植物为单子叶植物或双子叶植物;所述双子叶植物优选为拟南芥。
全文摘要
本发明公开了一种植物雄性育性相关蛋白及其编码基因和应用。本发明提供的蛋白质,是如下(a)或(b)的蛋白质(a)由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质;(b)将序列1的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物雄性育性相关的由序列1衍生的蛋白质。抑制目的植物中所述蛋白的编码基因的表达,可以得到雄性不育转基因植物。所述蛋白的编码基因可以用于培育各种雄性不育的转基因植物,对农业具有重大意义和价值。
文档编号A01H5/00GK102260338SQ20101018367
公开日2011年11月30日 申请日期2010年5月25日 优先权日2010年5月25日
发明者王东辉, 白书农, 许智宏 申请人:北京大学
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