一种基因工程领域的控制玉米雄性生育力的基因ZmMs7及其编码蛋白和启动子。本发明专利技术描述了一个在植物中调控小孢子细胞壁发育进而影响雄性生育能力的ZmMs7基因核甘酸序列及其编码的蛋白质氨基酸序列。本发明专利技术还鉴定了ZmMs7基因启动子序列及其必要区域。所述核苷酸序列和蛋白质具有调控植物生殖细胞发育的功能,该基因的功能丧失会特异性导致玉米的雄性不育，由此可以生产新的玉米雄性不育系用来生产杂交种子，因此在农业生产上有十分重要的应用价值。
【技术实现步骤摘要】
一种控制玉米雄性生育力的ZmMs7基因序列及其编码蛋白
本专利技术涉及一种控制玉米雄性生育力的基因序列及其蛋白编码序列，属于基因工程领域。
技术介绍
植物雄性不育（malesterility,MS）是一种高等植物中普遍存在的生物学现象，指在雌雄同株植物中，雄蕊发育异常，不能产生有功能的花粉，但雌蕊发育正常并能受精结实，并且这种雄性不育性状可在后代中遗传。植物的雄性不育按照其遗传方式可分为细胞核雄性不育、细胞质雄性不育及核质互作不育。其中，细胞核雄性不育表现为核遗传，因而其不育性表现稳定，在生产实践中具有巨大应用价值。通过植物生物技术可以创制一种保持和繁殖玉米雄性不育系的技术体系，从而实现玉米不育化杂交育种和制种。在杂交玉米制种过程中，利用玉米雄性不育系可以节省大量人工去雄成本并保证种子纯度。本专利技术提供了一种控制玉米雄性生育力的基因序列及其编码的蛋白质序列，该基因的功能缺失会造成玉米的雄花败育，由此可以生产新的雄性不育材料，在农业生产上有十分重要的应用价值。
技术实现思路
本专利技术提供一种新的控制玉米雄性生育力基因ZmMs7及其编码的蛋白序列，所述基因是一种玉米雄穗特异性表达基因，所述基因功能的缺失会特异性导致玉米的雄花不育。本专利技术第一个专利技术目的是：提供一种控制玉米雄性生育力的基因，其特征在于，是选自如下1）或2）或3）或4）或5）所示的DNA分子：1）SEQIDNO.1所示的DNA分子（克隆自玉米自交系B73的基因组DNA）；2）SEQIDNO.2所示的DNA分子（克隆自玉米自交系B73的cDNA）；3）在SEQIDNO.1基础之上经过一至数个碱基替换和\或一至数个碱基的插入和\或缺失以及大片段的核苷酸序列插入\缺失\移位\倒位所形成能够影响玉米生育能力的DNA分子；4）在0.1×SSPE（或0.1×SSC）、0.1％SDS（w/v）的溶液中，65℃条件下杂交并洗膜，能够与SEQIDNO.2的DNA分子杂交且编码植物花粉发育相关蛋白的DNA分子；5）与SEQIDNO.2的DNA分子具有85%以上的同源性且编码植物花粉发育相关蛋白的DNA分子。本专利技术第二个专利技术目的是：提供上述基因编码的植物花粉发育相关蛋白。在一个实施方案中，所述基因编码如下1）或2）所述的蛋白质：1）SEQIDNO.3所示的氨基酸序列组成的蛋白质；2）将SEQIDNO.3经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有植物雄性育性相关活性的蛋白质。本专利技术第三个专利技术目的是：提供在花器官中调节所述基因序列转录表达的启动子。在一个实施方案中，所述启动子序列如SEQIDNO.4所示DNA序列，该序列具有在花器官中特异启动如SEQIDNO.1、2所述基因序列转录的功能。本专利技术第四个专利技术目的是：提供含有所述基因的重组表达载体、表达盒、转基因细胞系或重组菌。本专利技术第五个专利技术目的是：提供上述基因在用于转基因改良作物的用途；在一个实施方案中，所述基因用于诱导作物植株雄性不育，以便导入外源基因以获得优质的转基因作物；在一个具体实施方案中，所述改良包括产量提高、品质提高、抗病虫害、抗逆、抗倒伏等生长性状的改良；在另一具体实施方案中，所述作物是自花授粉或异花授粉作物；在一个更加具体的实施方案中，所述作物是玉米、小麦、水稻。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：本专利技术涉及的基因是在玉米雄穗中特异表达基因，该基因在控制玉米花粉发育中有重要作用，该基因功能的缺失会特异性导致玉米的雄性不育，可通过抑制该基因的特异表达获得新的玉米雄性不育系，在农业生产上具有十分重要的应用潜力。术语定义术语“调控玉米雄性生育力的基因”指一段具有编码蛋白能力的核苷酸序列，该序列特异编码具有调控玉米花粉发育功能的蛋白活性多肽，如SEQIDNO.2的第1-2013位核苷酸序列及其简并序列。术语“简并序列”是指，位于SEQIDNO.2的编码框第1-2013位核苷酸序列中，有一个或多个密码子被编码相同氨基酸的简并密码子所取代后而产生的序列。由于密码子的简并性，所以与SEQIDNO.2的第1-2013位核苷酸序列同源性低至约70%的简并序列也能编码出SEQIDNO.2所编码的氨基酸序列。所述“调控玉米雄性生育力的基因”，还包括在中度严格条件下，更佳的在高度严格条件下可以与SEQIDNO.2的核苷酸序列杂交的核苷酸序列。其中，中等严格条件可以是0.1×SSPE（或0.1×SSC）、0.1％SDS（w/v）的溶液中，65℃条件下杂交并洗膜的条件。所述“调控玉米雄性生育力的基因”，还包括与SEQIDNO.2中从第1-2013位核苷酸序列的同源性至少70%，较佳地具有至少80%、82%、85%、86%、88%、89%同源性，更佳地具有至少90%、91%、92%、93%、94%同源性，最佳地具有至少95%、96%、97%、98%、99%同源性的核苷酸序列。所述“调控玉米雄性生育力的基因”，还包括能编码具有与天然的调控玉米花粉发育基因ZmMs7基因相同功能蛋白的、SEQIDNO.2开放阅读框序列的变异形式。这些变异形式包括（但并不限于）：1个或几个核苷酸的缺失、插入和/或取代，以及在5’或3’端添加几个（通常为60个以内，较佳地为30个以内，更佳地为10个以内，最佳地为5个以内）核苷酸。所述“调控玉米雄性生育力的基因”，还包括能够翻译一类具备调控玉米花粉发育功能的氨基酸序列，如SEQIDNO.3的氨基酸序列。该类氨基酸序列还包括具有与天然调控玉米花粉发育蛋白相同功能的SEQIDNO.3的变异形式。这些变异形式包括（但并不限于）：1个或几个氨基酸的缺失、插入和/或取代，以及在C末端和/或N末端添加一个或几个（通常为20个以内，较佳地为10个以内，更佳地为5个以内）氨基酸。在本领域中，用性能相近或相似的氨基酸进行取代时，通常不会改变蛋白质的功能；在C末端和/或N末端添加一个或数个氨基酸通常也不会改变蛋白质的功能。另外，所述的“调控玉米花粉发育基因”的核苷酸全长序列或其片段通常可以用PCR扩增法、重组法或人工合成的方法获得。对于PCR扩增法，可根据本实施例公开的有关核苷酸序列，尤其是开放阅读框序列来设计引物，并用市售的cDNA库或按本领域技术人员己知的常规方法所制备的cDNA库作为模板，扩增得到有关序列。当序列较长时，常常需要进行两次或多次PCR扩增，然后再将各次扩增出的片段按正确次序拼接在一起。一旦获得了有关的序列，可以用重组法来大批量地获得有关序列。通常是将其克隆入载体，然后细胞转化等常规方法从增殖的宿主细胞中分离得到有关序列。此外，还可通过化学合成将突变引入实施例蛋白序列中。除了用重组法产生之外，实施例蛋白的片段还可用固相技术，通过直接合成多肽而加以生产。在体外合成蛋白质可以用人工或自动进行，可以分别化学合成实施例蛋白的各片段，然后用化学方法加以连接以产生全长的蛋白质分子。附图说明图1为野生型和玉米突变体ms7-6007的小花在抽雄期的形态观察示意图：图A，正常可育植株（WT）的小花和不育突变体（ms7-6007）的小花形态比较；图B，可育株（WT）和突变体（ms7-6007）的花药经1%KI-I2染色结果比较。图2为野生型和玉米突变体ms7-6007的细胞学观察示意图：图A，正常可育植株（WT本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种控制玉米雄性生育力的基因ZmMs7，其特征在于：是选自如下1）或2）或3）或4）或5）所示的DNA分子：1）SEQ ID NO.1所示的DNA分子（克隆自玉米自交系B73的基因组DNA）；2）SEQ ID NO.2所示的DNA分子（克隆自玉米自交系B73的cDNA）；3）在SEQ ID NO.1基础之上，经过一至数个碱基替换和\或一至数个碱基的插入和\或缺失以及大片段的核苷酸序列插入\缺失\移位\倒位所形成能够影响植物生育能力的DNA分子；4）在0.1×SSPE（或0.1×SSC）、0.1％（w/v）SDS的溶液中，65℃条件下杂交并洗膜，能够与SEQ ID NO.2的DNA分子杂交且编码植物花粉发育相关蛋白的DNA分子；5）与SEQ ID NO.2的DNA分子具有85%以上的同源性且编码植物花粉发育相关蛋白的DNA分子。
【技术特征摘要】
1.一种控制玉米雄性生育力的基因ZmMs7用于改良玉米的用途，其特征在于：抑制所述基因ZmMs7的表达用于诱导玉米植株雄性不育，所述基因ZmMs7的DNA序列如SEQIDNO...
【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：北京首佳利华科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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。