本发明专利技术公开了一种与植物抗性淀粉相关的蛋白Dull1及其编码基因和应用，涉及植物遗传育种与基因工程技术领域。本蛋白Dull1是如下1）或2）的蛋白：1）由SEQ ID NO：1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；2）将SEQ ID NO：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/或添加与且具有相同功能的由1）衍生的蛋白质；上述一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加为不超过10个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加。Dull1基因可以提高籽粒中抗性淀粉的含量、直链淀粉的含量，改变淀粉的结构；Dull1基因为分子标记辅助育种及利用基因工程的方法培育高抗性淀粉、高直链淀粉玉米品种，为玉米种子的淀粉改良和籽粒性状改良提供了有力手段。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及植物遗传育种与基因工程
，特别涉及一种与植物抗性淀粉相关的蛋白Dull1及其编码基因和应用。
技术介绍
根据欧洲抗性淀粉协会（EURESTA）的定义，抗性淀粉（Resistantstarch，简称RS）是指在健康个体的小肠中不能被吸收的淀粉或淀粉降解产物的总称。研究表明抗性淀粉有降低餐后血糖和提高胰岛素敏感性，预防便秘、结肠癌，保持肠道健康，降低血清中的胆固醇和甘油三酯，减少脂肪堆积，保持体重，促进矿物质吸收等多种生理功能。抗性淀粉作为食品原料和食品添加剂如食品增稠剂、稳定剂和改良剂等在食品工业领域有着重要的应用；以及作为医学成分使用，如填充物、包扎物、分解质和增稠物质、药品缓释载体等在医药等工业领域也有重要的应用。研究表明全球糖尿病人数从2010年到2030年将由2.85亿增加到4.39亿，发展中国家增加69%，而发达国家增加20%。2010年全球糖尿病治疗总费用至少为3760亿美元，2030年预计高达4900亿美元。2010年卫生部统计数据表明中国糖尿病患者有9240万，占我国总人口的9.3%，处于糖尿病前期的高达1.48亿人。我国糖尿病患者，以II型糖尿病为主，约为95%。研究表明每人每天摄入大约20g抗性淀粉，就能起到有益健康的作用。目前，我国城镇平均抗性淀粉摄入量为14.9g，远低于人们的健康需求。由于抗性淀粉对糖尿病的预防与控制有着重要的应用价值，若能通过提高饮食中的抗性淀粉含量来对糖尿病人的血糖控制，将会给糖尿病患者带来极大益处和节约医疗成本。目前，绝大多数的研究重点集中在以高直链淀粉为原料，通过加工工艺得到高抗性淀粉。这类产品口感较差，一般只是作为特殊人群的辅助食品利用。通过遗传改良的方法培育高抗性淀粉优质作物新品种，是实施饮食预防的有效策略。但由于抗性淀粉的形成机理还不清楚，到目前为止，抗性淀粉相关基因的报道尚不多见，以及抗性淀粉测定费时、费力和成本高，且易受环境影响，所以高抗性淀粉优质作物新品种培育面临很大的困难。因此，抗性淀粉相关基因的克隆及功能研究以及分子标记的开发将极大地加快高抗性淀粉优质作物新品种培育的进程。
技术实现思路
本专利技术的目的就在于克服现有技术存在的缺点和不足，提供一种与植物抗性淀粉相关的蛋白Dull1及其编码基因和应用。本专利技术的目的是这样实现的：一、与植物抗性淀粉相关的蛋白Dull11、本专利技术提供的蛋白，命名为Dull1,是1）或2）的蛋白：1）由SEQIDNO：1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；2）将SEQIDNO：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/或添加与且具有相同功能的由1）衍生的蛋白质；上述一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加为不超过10个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加。2、编码上述蛋白的DNA分子DNA分子为如下1）-6）中任一种的DNA分子：1）其核苷酸序列是SEQIDNO：2的DNA分子；2）其编码序列如SEQIDNO：列2的自5＇末端第113-5137位核苷酸；3）其编码序列如SEQIDNO：2的自5＇末端第113-5000位核苷酸；4）其基因组DNA的核苷酸序列如SEQIDNO：3的自5＇末端第1-12981位核苷酸；5）在严格条件下与1）或2）或3）或4）杂交且编码具有相同功能蛋白的DNA分子；所述严格条件是：用0.1×SSPE（或0.1×SSC）,0.1%SDS的溶液，在DNA或RNA杂交实验中65°C下杂交并洗膜；6）与1）或2）或3）或4）的DNA分子具有90%以上的同源性且编码（权利要求１）相同功能的蛋白的DNA分子。扩增或合成上述Dull1全长或其任一片段的引物对也属于本专利技术的保护范围；含有上述DNA分子的表达盒、重组载体、重组菌或转基因细胞系也是本专利技术的保护范围；所述的重组载体为将上述DNA分子插入表达载体得到的重组载体，可用现有的植物表达载体构建含有Dull1编码DNA分子的重组表达载体，所述植物表达载体包括双元农杆菌载体和可用于植物微弹轰击的载体等，如pCAMBIA1300、pCAMBIA1301、pCAMBIA3301、pCAMBIA2301、pBI121、pBin19、p*7WG2、pMDC32或其他衍生植物表达载体。使用Dull1编码DNA分子构建重组表达载体时，可在其转录起始核苷酸前加任何一种增强型、组成型、组织特异型或诱导型启动子，如花椰菜病毒（CAMV）35S启动子、泛素（ubiquitin）启动子和肌动蛋白(actin)启动子等，它们可以单独使用或与其它启动子结合使用；此外使用本专利技术的DNA分子构建植物表达载体时，还可以使用增强子，包括翻译增强子或转录增强子，这些增强子区域可以是ATG起始密码子或邻界区域起始密码子等，但必须与编码序列的阅读框相同，以保证整个序列的正确翻译；所述翻译控制信号和翻译起始密码子的来源是广发的，可以是天然的，也可以是合成的；翻译起始区域可以是可以来自转录起始区域或结构基因。为了便于对转基因植物细胞或植物进行筛选，可对所用植物表达载体进行加工，如加入植物中表达可产生颜色变化的酶或发光化合物的基因（GUS基因、GFP基因和荧光素酶基因等）、具有抗性的抗生素标记物（如庆大霉素标记物和卡那霉素标记物等）或是抗化学试剂标记基因（如抗除草剂基因）等。所述重组载体具体可为在植物表达载体pCAMBIA1300的多克隆位点间插入上述与抗性淀粉相关蛋白的编码DNA分子得到的重组表达载体；在本专利技术的实施例中，表达载体为pCAMBIA1300，重组载体为将序列3自5＇末端第1-12981位核苷酸插入pCAMBIA1300载体的KpnI和SbfI位点间得到的载体，命名为35S：Dull1。所述重组菌为将所述重组载体导入目的菌中得到的重组菌，本专利技术的实施例中，目的菌为根癌农杆菌EHA105。上述蛋白、DNA分子、含有上述DNA分子的表达盒、重组载体、重组菌或转基因细胞系在调控植物籽粒性状中的应用也是本专利技术保护范围；所述应用中所述的物籽粒性状是通过淀粉含量、抗性淀粉含量、直链淀粉含量和/或淀粉性质结构体现；所述调控植物籽粒性状是为抗性淀粉含量提高和/或提高直链淀粉含量提高，和/或改变淀粉链长分布；所述植物为双子叶植物或单子叶植物，优选是玉米，所述玉米优选是W64A。二、蛋白Dull1的基因的获得方法1、通过对野生型W64A和Dull1突变体籽粒中的抗性淀粉含量和直链淀粉含量进行比较分析，发现Dull1突变体籽粒中的抗性淀粉含量和直链淀粉含量显著比野生型升高，说明突变基因Dull1与抗性淀粉和直链淀粉含量相关；2、通过PCR技术克隆Dull1基因，并构建互补载体，通过农杆菌转化法转入Dull1突变体中，并对野生型W64A、Dull1突变体和转基因材料籽粒中的抗性淀粉含量和直链淀粉含量进行比较分析转基因材料籽粒中的抗性淀粉含量和直链淀粉含量回复到野生型W64A的水平；同时通过构建Dull1基因反义载体，并转入野生型W64A，使转入Dull1基因反义载体的W64A籽粒中的抗性淀粉含量和直链淀粉含量都显著升高；说明Dull1基因参与抗性淀粉含量和直链淀粉含量的调控。三、蛋白Dull1的基因的应用1、将Dull1基因转入植物，可提高籽粒中抗性淀本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种与植物抗性淀粉相关的蛋白Dull1，其特征在于：是如下1）或2）的蛋白：1）由SEQ ID NO：1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；2）将SEQ ID NO：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/或添加与且具有相同功能的由1）衍生的蛋白质；上述一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加为不超过10个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加。
【技术特征摘要】
2016.09.26 CN 201610851290X1.一种与植物抗性淀粉相关的蛋白Dull1，其特征在于：是如下1）或2）的蛋白：1）由SEQIDNO：1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；2）将SEQIDNO：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/或添加与且具有相同功能的由1）衍生的蛋白质；上述一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加为不超过10个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加。2.按权利要求1所述蛋白Dull1的基因的获得方法，其特征在于：①通过对野生型W64A和Dull1突变体籽粒中的抗性淀粉含量和直链淀粉含量进行比较分析，说明突变基因Dull1与抗性淀粉和直链淀粉含量相关；②通过PCR技术克隆Dull1基因，并构建互补载体和反义载体进行转基因功能验证实验，证明了Dull1基因参与抗性淀粉含量和直链淀粉含量调控。3.按权利要求1所述蛋白Dull1的基因的应用，其特征在于：①将Dull1基因转入植物，可提高籽粒中抗性淀粉的含量、直链淀粉的含量，改变淀粉的结构；②根据Dull1基因设计分子标记开展分子标记辅助育种及利用基因工程的方法培育高抗性淀粉、高直链淀粉玉米品...
【专利技术属性】
技术研发人员：王利军，白雪，
申请(专利权)人：王利军，
类型：发明
国别省市：湖北;42
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。