一种水稻胚乳粉质相关基因OsSecY2及其编码蛋白质和应用制造技术

本发明专利技术公开一种水稻胚乳粉质相关基因Ossecy2及其编码蛋白质和应用，本发明专利技术提供的基因Ossecy2，为如下1)或2)或3)或4)所述的DNA分子：1)SEQ ID NO.1所示的DNA分子；2)SEQ ID NO.2所示的DNA分子；3)在严格条件下与1)或2)限定的DNA序列杂交且编码所述蛋白的DNA分子；4)与1)或2)或3)限定的DNA序列具有90％以上同源性，且编码植物淀粉合成相关蛋白的DNA分子。本发明专利技术还提供所述基因编码的蛋白质，所述蛋白影响植物胚乳中淀粉的合成，将所述蛋白的编码基因导入淀粉合成异常的植物中，可以培育淀粉合成正常的转基因植物。所述蛋白及其编码基因可以应用于植物遗传改良。

【技术实现步骤摘要】
一种水稻胚乳粉质相关基因OsSecY2及其编码蛋白质和应用
本专利技术属于基因工程领域，具体涉及一种水稻胚乳粉质相关基因OsSecY2及其编码蛋白质和应用。
技术介绍
水稻是重要的粮食作物，也是植物研究的模式物种之一。水稻种子在成熟过程中积累大量的淀粉，为种子萌发和幼苗生长发育提供主要的能量，同时淀粉也是人类重要的食物来源。水稻种子中淀粉积累的多少决定了种子的大小和重量，和水稻的产量直接相关，同时种子中直链淀粉的含量和支链淀粉的结构影响着稻米的食味品质，因此研究稻米中淀粉的合成过程具有重要的应用价值，开展其合成和调控机理的深入研究，对提高水稻产量和改良稻米品质具有重要的指导意义。尽管许多参与淀粉合成过程的酶和调控因子已经被鉴定出来，但是该过程仍然需要进一步深入研究，而各种类型的胚乳变异突变体是研究该过程的良好材料。水稻淀粉突变体包括糯性(waxy,wx)、糖质(sugary,su)、粉质(floury,flo)、皱缩(shrunken,sh)、暗色(dull,du)、心白(white-core,wc)等类型。利用上述水稻胚乳性状变异突变体，定位和克隆了一系列淀粉合成和调控相关基因，为稻米的品质改良奠定了一定的基础。
技术实现思路
本专利技术的目的在于公开一种水稻胚乳粉质相关基因Osscy2及其编码蛋白质和应用。本专利技术提供的基因OsSecY2，为如下1)或2)或3)或4)所述的DNA分子：1)SEQIDNO.1所示的DNA分子；2)SEQIDNO.2所示的DNA分子；3)在严格条件下与1)或2)限定的DNA序列杂交且编码所述蛋白的DNA分子；4)与1)或2)或3)限定的DNA序列具有90％以上同源性，且编码植物淀粉合成相关蛋白的DNA分子。序列表中的SEQIDNO.1，由7360个核苷酸组成。本专利技术还提供了一种上述基因OsSecY2编码的蛋白质。具体的，本专利技术提供的蛋白质，选自如(a)或(b)所示的任一种：(a)由SEQIDNO.3所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(b)将SEQIDNO.3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/或添加且与淀粉合成相关的由SEQIDNO.3衍生的蛋白质。序列表中的SEQIDNO.3，由542个氨基酸组成。本专利技术还提供了含有所述基因OsSecY2的重组表达载体、表达盒、转基因细胞系或重组菌。含有以上任一所述基因的重组表达载体也属于本专利技术的保护范围。可用现有的植物表达载体构建含有所述基因的重组表达载体。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。所述植物表达载体还可包含外源基因的3’端非翻译区域，即包含聚腺苷酸信号和任何其它参与mRNA加工或基因表达的DNA片段。所述聚腺苷酸信号可引导聚腺苷酸加入到mRNA前体的3’端，如农杆菌冠瘿瘤诱导(Ti)质粒基因(如胭脂合成酶Nos基因)、植物基因(如大豆贮存蛋白基因)3’端转录的非翻译区均具有类似功能。使用所述基因构建重组植物表达载体时，在其转录起始核苷酸前可加上任何一种增强型启动子或组成型启动子，如花椰菜花叶病毒(CAMV)35S启动子、玉米的泛素启动子(Ubiquitin)，它们可单独使用或与其它的植物启动子结合使用；此外，使用本专利技术的基因构建植物表达载体时，还可使用增强子，包括翻译增强子或转录增强子，这些增强子区域可以是ATG起始密码子或邻接区域起始密码子等，但必需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起始密码子的来源是广泛的，可以是天然的，也可以是合成的。翻译起始区域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鉴定及筛选，可对所用植物表达载体进行加工，如加入可在植物中表达的编码可产生颜色变化的酶或发光化合物的基因(GUS基因、萤光素酶基因等)、具有抗性的抗生素标记物(庆大霉素标记物、卡那霉素标记物等)或是抗化学试剂标记基因(如抗除莠剂基因)等。从转基因植物的安全性考虑，可不加任何选择性标记基因，直接以逆境筛选转化植株。所述重组过表达载体可为在限制性内切酶XbaI和BamHI双酶切载体pCAMBIA1305-GFP的重组位点插入所述基因(OsSecY2)得到的重组质粒。将含有OsSecY2的pCAMBIA1305-GFP命名为pCAMBIA1305-GFP-OsSecY2。含有以上任一所述基因(OsSecY2)的表达盒、转基因细胞系及重组菌均属于本专利技术的保护范围。扩增所述基因(OsSecY2)全长或任一片段的引物对也属于本专利技术的保护范围，所述的引物对优选Primer1/Primer2、Primer3/Primer4。在精细定位此基因过程中涉及到的定位引物(见表1)，InDel引物为本实验需要而自行设计的引物，这些自行设计的引物也属于本专利技术的保护范围。本专利技术还提供了所述基因，所述蛋白质，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。本专利技术还提供了所述基因，所述蛋白质，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培育淀粉合成正常的转基因植物中的应用。本专利技术还提供了一种培育淀粉合成正常的转基因植物的方法，是将所述基因导入淀粉合成异常植物中，得到淀粉合成正常的转基因植物。具体的，可以将所述基因通过所述重组表达载体导入淀粉合成异常的植物中。利用任何一种可以引导外源基因在植物中表达的载体，将编码所述蛋白的基因导入植物细胞，可获转基因细胞系及转基因植株。携带有所述基因的表达载体可通过使用Ti质粒、Ri质粒、植物病毒载体、直接DNA转化、显微注射、电导、农杆菌介导等常规生物学方法转化植物细胞或组织，并将转化的植物组织培育成植株。被转化的植物宿主既可以是单子叶植物，也可以是双子叶植物，如：烟草、百脉根、拟南芥、水稻、小麦、玉米、黄瓜、番茄、杨树、草坪草、苜宿等。有益效果：本专利技术首次发现、定位并克隆得到一个新的植物胚乳粉质相关蛋白的编码基因OsSecY2。本专利技术的植物胚乳粉质相关蛋白影响植物的淀粉合成和叶绿体发育过程。抑制该蛋白编码基因的表达可导致植物种子中淀粉合成和叶绿体发育的缺陷，从而可以培育胚乳和叶绿体变异的转基因植物。将所述蛋白的编码基因导入淀粉合成异常的植物中，可以培育淀粉合成正常的植物。所述蛋白及其编码基因可以应用于植物遗传改良。附图说明图1为野生型滇粳优1号与突变体D138的植株表型和籽粒表型。图2为野生型滇粳优1号与突变体D138籽粒扫描电镜观察。图3为野生型滇粳优1号与突变体D138的10DAF胚乳半薄切片观察和3叶期叶鞘的叶绿体观察。图4为突变基因在第5染色体上的精细定位和测序差异。图5为转pCAMBIA1305-GFP-OsSecY2的T1代植株的T2籽粒表型。图6为转pCAMBIA1305-GFP-OsSecY2的T2代胚乳半薄切片和T1代3叶期叶鞘叶绿体观察。具体实施方式以下的实施例便于更好地理解本专利技术，但并不限定本专利技术。下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为自常规生化试剂商店购买得到的。实施例1、水稻淀粉合成相关位点及其编码基因的发现一、水稻胚乳粉质突变体D138的表型分析在利用MNU化学诱变产生的滇粳优1号突变体中，筛选出一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基因，其特征在于：所述基因是如下1)或2)或3)或4)所示的DNA分子：1)SEQ ID NO.1所示的DNA分子；2)SEQ ID NO.2所示的DNA分子；3)在严格条件下与1)或2)限定的DNA序列杂交且编码SEQ ID NO.3所述蛋白的DNA分子；4)与1)或2)或3)限定的DNA序列具有90％以上同源性，且编码淀粉合成相关蛋白的DNA分子。

【技术特征摘要】
1.一种基因，其特征在于：所述基因是如下1)或2)或3)或4)所示的DNA分子：1)SEQIDNO.1所示的DNA分子；2)SEQIDNO.2所示的DNA分子；3)在严格条件下与1)或2)限定的DNA序列杂交且编码SEQIDNO.3所述蛋白的DNA分子；4)与1)或2)或3)限定的DNA序列具有90％以上同源性，且编码淀粉合成相关蛋白的DNA分子。2.权利要求1所述基因编码的蛋白质。3.一种蛋白质，其特征在于选自如(a)或(b)所示的任一种：(a)由SEQIDNO.3所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(b)将SEQIDNO.3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/或添加且与淀粉合成相关的由SEQIDNO.3衍生的蛋白质。4.含有权利要求1所述基因的重组表达载体、表达盒、转基因细胞系或重组菌。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：万建民，王益华，刘艺，江玲，张文伟，刘喜，刘世家，田云录，陈亮明，
申请(专利权)人：南京农业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32