专利名称：促进叶绿体发育的蛋白及其编码基因与应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及促进叶绿体发育的蛋白及其编码基因与应用。
背景技术：
叶绿体是真核光合生物特有的细胞器，真核光合生物的光合作用是在叶绿体内进行的。光合作用是地球上唯一可大规模地把太阳能转变为化学能，把无机物合成有机物，并放出氧气的过程，它为人类、动植物和无数微生物的生命活动提供食物、能量和氧气。概括地说，光合作用是维持地球上生命活动的最根本的反应。因此对叶绿体发育机制的研究，将有助人们了解光合作用的调控机理，更好地利用太阳能。目前人们已经进行了大量的工作， 其中不少进展是从叶片为淡绿色、甚至为黄色或白色的突变体的研究中获得的。利用分子生物学的方法，这些突变体的突变基因被克隆出来，并进行了相关的功能分析。根据这些基因的功能可将它们分为以下几类叶绿素代谢相关基因，脂类代谢相关基因，蛋白代谢相关基因，物质转运与定位相关基因等。虽然目前的研究取得了不少进展，但是叶绿体是一个具有复杂结构和功能的系统，还有许多东西尚不清楚，叶绿体的发育机制以及光合作用的调控机理还有待进一步的研究。水稻是一种重要的粮食作物，目前已经发现大量叶色变淡甚至白化的突变体。例如在gramene网站目前已经登录albino突变体11个、chlorina突变体 10 个、virescent 突变体 12 个、fgl (faded green leaf)突变体 1 个、pgl (pale green leaf)突变体1个、ygl (Yellow-green leaves)突变体1个等等，但是导致其突变的分子机制了解甚少。因此利用水稻叶色突变体克隆与叶绿体发育相关的基因，并分析其功能，进一步了解叶绿体的发育调控机制以及光合作用调控机制，具有重要的理论意义。光合作用与作物产量密切相关。核糖核苷酸还原酶(Ribonucleotide reductase, RNR)是催化核糖核苷经脱氧还原为脱氧核糖核苷(dNTP)的专一酶类，它存在于所有已知的具有细胞的生物中，为DNA的合成和损伤修复提供前体。此外，它还在维持动植物及真菌的基因组稳定中起关键作用。在酵母和哺乳动物中该酶的功能被广泛的研究，而在植物中该酶的报道还很少。
发明内容
本发明的目的是提供一种水稻促进叶绿体发育的蛋白及其编码基因和应用。本发明提供的水稻促进叶绿体发育的蛋白(WQ，来源于水稻，是如下1)或幻的蛋白质1)由序列表中的SEQ ID No . 2的氨基酸残基序列组成的蛋白质；幻将序列表中的SEQ ID N2 . 2氨基酸残基序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有SEQ ID No . 2的氨基酸残基序列相同活性的蛋白质。具体可为1)由序列表中的SEQ ID No . 2的氨基酸残基序列组成的蛋白质；2)由序列表中的SEQ ID No . 4的氨基酸残基序列组成的蛋白质。
序列表中序列2由339个氨基酸残基组成，序列表中序列4由345个氨基酸残基组成。序列2与序列4的氨基酸序列比较见图4。为了便于WS的纯化，可在由序列2或序列4的氨基酸残基序列组成的蛋白质的氨基端或羧基端连接上如表1所示的标签。表1标签的序列
权利要求
1.一种蛋白，是下述1)或幻所述的蛋白质1)由序列表中的SEQID N2. 2的氨基酸残基序列组成的蛋白质；2)将序列表中的SEQID N2 . 2氨基酸残基序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和 /或缺失和/或添加且具有SEQ ID No . 2的氨基酸残基序列相同活性的蛋白质。
2.根据权利要求1所述的蛋白，其特征在于所述蛋白是下述1)或2、所述的蛋白质1)由序列表中的SEQID N2. 2的氨基酸残基序列组成的蛋白质；2)由序列表中的SEQID N2. 4的氨基酸残基序列组成的蛋白质。
3.权利要求1或2所述蛋白的编码基因。
4.根据权利要求3所述编码基因，其cDNA基因的核苷酸序列是下列核苷酸序列之一1)序列表中SEQID Na . 1的DNA序列；2)编码序列表中SEQID No . 2蛋白质序列的多核苷酸；3)与序列表中SEQID Ns. 1限定的DNA序列具有95%以上同源性，且编码相同功能蛋白质的DNA序列；4)在严格条件下可与序列表中序列2限定的DNA序列杂交的核苷酸序列。
5.根据权利要求3所述的编码基因，其cDNA基因基因的核苷酸序列是下列核苷酸序列之一1)序列表中SEQID Na . 3的DNA序列；2)编码序列表中SEQID No . 4蛋白质序列的多核苷酸；3)与序列表中SEQID Ns. 3限定的DNA序列具有95%以上同源性，且编码相同功能蛋白质的DNA序列；4)在严格条件下可与序列表中序列3限定的DNA序列杂交的核苷酸序列。
6.含有权利要求2-5中任意一项所述基因的重组表达载体、重组工程菌、转基因细胞系或重组病毒。
7.权利要求1所述的蛋白或者其编码基因在培育叶脉颜色改变的转基因水稻中的应用。
8.权利要求1所述的蛋白或者其编码基因在培育光合效率提高的转基因水稻中的应用。
全文摘要
本发明公开了一种水稻促进叶绿体发育的蛋白及其编码基因与应用。该蛋白，是如下1)或2)的蛋白质1)由序列表中的SEQ ID №.2的氨基酸残基序列组成的蛋白质；2)将序列表中的SEQ ID №.2氨基酸残基序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有SEQ ID №.2的氨基酸残基序列相同活性的蛋白质。本发明的基因编码核糖核苷酸还原酶小亚基，它突变后会影响水稻叶绿体的发育，使水稻叶片上沿叶脉方向分布白色条纹。
文档编号C12N15/63GK102477090SQ201010574278
公开日2012年5月30日 申请日期2010年11月30日 优先权日2010年11月30日
发明者唐丁, 李明, 洪丽兰, 王克剑, 程祝宽 申请人:中国科学院遗传与发育生物学研究所