一种调控水稻雄性不育的基因OsPK7及其编码蛋白和应用

本发明属于基因工程，具体涉及一种调控水稻雄性不育的基因ospk7及其编码蛋白和应用。

背景技术：

1、水稻是全世界大部分人口赖以生存的主要口粮，也是我国最重要的主食作物。随着经济发展对劳动力的需求，全世界人口不断增加，我国人口数量也增加到全世界人口的四分之一，然而农村年轻劳动力进城务工，导致农村从事农业生产人员大量减少，耕地面积急剧减少，水稻产量的提升急需解决。利用杂种优势的水稻三系杂交育种是提高水稻产量的重要途径，三系杂交育种包含恢复系、保持系和不育系，其中不育系是雄性不育水稻，雄性不育种质资源的发掘和利用对于杂交育种至关重要，因此，水稻雄性不育基因的研究有利于拓展不育系种质资源。具有重要的理论意义和生产应用潜力。

2、目前，关于影响水稻雄性不育的基因被克隆了很多，相关的基因根据其作用的时期分为二类，一类是影响花粉发育时期的减数分裂、花药绒毡层降解和花粉壁形成的相关基因，如osrad1编码核酸外切酶同源蛋白，参与减数分裂时期抑制非同源末端连接，影响花粉粒育性，导致不育(hu et al,plant physiology,2016)。osrad21-3编码姐妹染色单体粘连和分离关键因子，参与减数分裂中姐妹染色单体的粘连和分离(tao et al,the plantjournal,2007)。tip2编码bhlh转录因子，影响花药绒毡层细胞程序化死亡的中断，导致花粉无活性，完全雄性不育(fu et al,the plant cell,2014)。osdex1编码钙离子结合蛋白，基因功能丧失导致花药中绒毡层退化延迟，不能形成成熟花粉粒，完全雄性不育(yu etal,plant physiology,2016)。osabcg15编码abc转运蛋白，参与花药中绒毡层细胞脂质分子向花药药室运输，进而影响花粉外壁发育(zhao et al,plant physiology,2015)。ososc12编码氧化鲨烯环化酶，影响花粉外壁中花粉包被物质积累，导致花粉粒快速失水，表现出不育(xue et al,nature communications,2018)。第二类影响花粉粒水合萌发和花粉管伸长，例如osmlo12编码七跨膜结构域蛋白，可能通过与钙调素相互作用调控花粉水合作用(yi et al,plant reproduction,2014)。osropgef2/3/6/8编码鸟嘌呤核苷酸交换因子，在水稻花粉粒萌发中起着至关重要的作用(xu et al,development,growth&differentiation,2021)。rupo编码类受体激酶，通过磷酸化oshak1/19/20三个钾离子转运蛋白，调控花粉管k+稳态影响花粉管伸长(liu et al,plos genetics,2016)。gori编码wd-40基序蛋白，介导水稻花粉管生长的内吞和外排复合体中起着关键作用(kim et al theplant journal,2020)。虽然雄性不育相关基因报道不少，但是花粉中糖酵解相关酶导致水稻完全雄性不育很少报道。

技术实现思路

1、针对现有技术中的上述不足，本发明提供一种调控水稻雄性不育的基因ospk7及其编码蛋白和应用。

2、为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

3、一种调控水稻雄性不育的基因ospk7，该基因ospk7的核苷酸序列如seq id no.1所示。具体如下：

4、atggcggtgatggaggagcagcaggagggagccgcgggggtgatgcggcggaggcccaagacgaagatcgtgtgcacgctggggccggcgtcgaggtcggtggagatgatcgggcggctgctccgcgccgggatgtgcgtcgcgcgcttcaacttctcccacggatcccacgagtaccaccaggagacgctcgacaacctccgcgccgccatggagagcaccggcatcctctgcgccgtcatgctcgacaccaaggggccagagatccgaactggatttctgaaagatggaaaacccgtacagttgaagaagggtcaagaaatcacagtttcaactgattatagcataaagggtgatgacaacatgatatcaatgagctacaagaagctagcggtggatctgaagccaggcagtgtaatattatgtgctgatggcaccatcactcttactgtccttcactgtgataaagagcaaggcttggttcgctgccgttgtgagaacactgctatgcttggtgagaggaagaatgttaaccttccaggagttattgttgatctcccgacacttactgagaaggacaaggaggatattcttaaatggggtgtcccaaacaagattgacatgattgctctgtcttttgttcgtaaaggctcagaccttgtagaggtcaggaaggtgcttgggaagcatgcaaagtcaataatgctgatgtcaaaggttgagaatcaagagggagtggctaactttgatgatatcctggcacaatctgatgcttttatggttgcaaggggtgatttgggaatggaaattccgatagagaagatcttttatgcacagaaggtgatgattttcaagtgcaatattcagggcaagccagttgtgactgcaacccagatgttggaatctatgatcaagtctccccgccctactagagcagaagcgactgatgttgccaatgcagttcttgatggcactgactgtgtcatgctcagtggtgagacagctgctggggcttacccggaactggctgtacggaccatggccaagatctgcctgcaagcggagtcatgcgtcgaccatgccgctgttttcaagtccattaccgcatcagctccaattcccatgagcccattggagagccttgcatcatcagctgtgcgtacagcgaactctgccaaggcggcgctcatcttggtcctgactaggggaggaacaactgctaggctggtggccaagtacaggccatccatgccgattctgtccgtcgtggttcctgagctgaaacagaccgactccttcgactggacctgcagcgacgaagctcctgcgcggcacagcctcatcgtcaggggagtgatcccgatgctgagtgcagccactgccaaggccttcgacaacgaagccactgaagaagctctcgggttcgccatcagcaacgccaaggcgatggggctctgcaactccggtgagtccgtcgtcgccctccaccggatcggaactgcatctgtcatcaagctcctgacagcgaactag。

5、进一步地，基因ospk7的序列为与seq id no.1所示核苷酸序列具有80％以上同源性，且编码相同功能蛋白的序列。

6、上述基因ospk7编码的蛋白，该蛋白的氨基酸序列如seq id no.2所示，具体如下：

7、mavmeeqqegaagvmrrrpktkivctlgpasrsvemigrllragmcvarfnfshgsheyhqetldnlraamestgilcavmldtkgpeirtgflkdgkpvqlkkgqeitvstdysikgddnmismsykklavdlkpgsvilcadgtitltvlhcdkeqglvrcrcentamlgerknvnlpgvivdlptltekdkedilkwgvpnkidmialsfvrkgsdlvevrkvlgkhaksimlmskvenqegvanfddilaqsdafmvargdlgmeipiekifyaqkvmifkcniqgkpvvtatqmlesmiksprptraeatdvanavldgtdcvmlsgetaagaypelavrtmakiclqaescvdhaavfksitasapipmspleslassavrtansakaalilvltrggttarlvakyrpsmpilsvvvpelkqtdsfdwtcsdeaparhslivrgvipmlsaatakafdneateealgfaisnakamglcnsgesvvalhrigtasviklltan*。

8、一种表达盒、表达载体或克隆载体，其包括上述核苷酸序列。

9、含有上述基因ospk7、或者表达盒、表达载体或克隆载体的工程菌。

10、上述基因ospk7在水稻雄性不育品种筛选中的应用。

11、上述基因ospk7在制备转基因植物中的应用。

12、一种调控水稻雄性不育的制剂，该制剂包括抑制上述基因表达，或敲除上述基因的活性成分。

13、进一步地，活性成分为小分子化合物、shrna、grna或短肽。

14、本发明的有益效果：

15、本发明通过crispr/cas9基因编辑技术对ospk7基因进行敲除后，敲除株系表现为雄性不育性，表明该基因在花粉中具有至关重要的功能，能够为水稻雄性不育系的培育提供基因资源，并且也对雄性不育调控机理进行补充。