本发明专利技术属于生物基因工程技术领域，具体为一种水稻组蛋白赖氨酸甲基化修饰识别蛋白及其编码基因与应用。该识别蛋白是下述氨基酸残基序列之一：1）序列表中的SEQ ID No：1；2）将序列表中的SEQ ID No:1的氨基酸残基序列经过一至五十个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且对植物的生长发育具有调控作用的蛋白质。本发明专利技术还包括含有本发明专利技术基因的重组表达载体、转基因细胞系和工程菌以及扩增该基因中任一片段的引物对。该水稻组蛋白赖氨酸修饰识别蛋白的功能缺失突变体株系生长矮小。本发明专利技术为植物品种改良提供了一个优质基因，具有较高的实际应用价值，应用前景广阔。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物基因工程
，具体涉及一种与水稻表观遗传学调控相关的组蛋白赖氨酸甲基化识别蛋白及其编码基因与应用。
技术介绍
与其它真核生物一样，植物的转录调节也是以染色质为基础的。染色质的结构能够被动态调节，而这种调节是通过几种不同的机制来完成的，组蛋白翻译后修饰作为其中的一种目前被研究的十分广泛。组蛋白翻译后修饰的种类有很多，而组蛋白赖氨酸甲基化修饰是我们实验室主要关注的一种修饰。组蛋白甲基化修饰通常发生在组蛋白H3 N末端第4、9、27、36位赖氨酸残基（H3K4、H3K9、H3K27和H3K36）上，同时甲基化修饰也有不同程度之分（单、双、三甲基化）。通常认为H3K4、H3K36甲基化修饰与转录的激活相关，H3K9、H3K27的甲基化修饰与转录的抑制相关。负责组蛋白甲基化修饰的酶我们称之为组蛋白甲基转移酶。在水稻中共有三种负责H3K36甲基化修饰的酶被报道：SDG708，SDG725以及SDG724。SDG708基因被RNAi干扰后的突变体具有明显的晚花表型，这与开花基因Ehd1，Hd3a以及RFT1的下调相关，而且这三个基因染色质区段的H3K36me1/2/3甲基化修饰均有不同程度的降低（Liu et al, New Phytol 2016, 210(2): 577-588）。SDG725的下调将导致水稻呈现油菜素内酯(BR)缺陷以及晚花表型，进一步研究表明这分别与油菜素内酯合及成传导途径中D11, BRI1，BU1以及开花途径中Ehd3, Ehd2, OsMADS50, OsMADS51, Ehd1, Hd3a以及RFT1的下调相关，同时在一些关键基因上的H3K36me2/3甲基化水平均有所降低（Sui et al, Plant J 2012, 70(2): 340-347; Sui wt al, Mol Plant 2013, 6(3): 975-977）。SDG724也通过介导H3K36的甲基化修饰从而影响水稻的开花。SDG724功能缺失突变体在长短日条件下也呈现晚花表型，这与成花素基因RFT1和Hd3a的下调相关。有趣的是，尽管这两个成花素基因仅仅相距11.5kb，在SDG724突变体中仅有RFT1上H3K36me2/3甲基化修饰水平降低（Sun et al, Plant Cell 2012,24(8): 3235-3247）。现有的研究表明H3K36甲基化修饰在水稻生长和开花调控中发挥了重要的作用。尽管一系列负责水稻中H3K36甲基化修饰的酶已被报道，这些酶所建立的修饰如何被解读，如何调控特定基因的表达，目前在植物中还知之甚少。最近我们实验室报道了水稻中的Morf Related Gene（MRG）702蛋白作为一种H3K4me3以及H3K36me3甲基化识别蛋白，它的下调突变体呈现出与甲基转移酶SDG725突变体相似的晚花以及BR途径缺陷的表型。MRG702通过特异性地结合水稻开花基因以及BR相关基因上SDG725建立的H3K36me3甲基化修饰从而调控BR途径和开花（Jin et al, Plant Physiol 2015, 168(4): 1275-1285）。然而水稻中含有多个H3K36甲基转移酶，其H3K36甲基化的修饰具有功能多样性，探索其他的结合蛋白将帮助我们更好地理解识别蛋白识别H3K36甲基化修饰的机制。MRG701是水稻中MRG702的同源蛋白，但其功能却与MRG702大相径庭，它的基因缺失突变体开花正常却生长矮小。水稻作为一种重要的单子叶模式生物，全球一半以上的人口以其为食。对于MRG701的研究能够帮助我们深入理解水稻H3K36甲基化修饰建立，识别和传递的分子机制，同时也为我国水稻分子育种方面提供有利的分子基础。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一个来源于水稻的组蛋白赖氨酸甲基化识别蛋白及其编码基因与应用。本专利技术所提供的组蛋白赖氨酸甲基化识别蛋白，名称为MRG701，来源于水稻（Oryza sativa ssp. japonica），是下述氨基酸残基序列之一：1）序列表中的SEQ ID No:1；2）将序列表中的SEQ ID No:1的氨基酸残基序列经过一至五十个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且对植物的生长发育具有调控作用的蛋白质。序列表中的SEQ ID No:1由316个氨基酸残基组成。编码本专利技术组蛋白赖氨酸甲基化识别蛋白的基因（MRG701），是下述核苷酸序列之一：1）序列表中的SEQ ID No:2的核苷酸序列；2）编码序列表中的SEQ ID No:1蛋白质序列的DNA；3）与序列表中的SEQ ID No:2限定的核苷酸序列具有90％以上同源性且编码相同功能蛋白质的核苷酸序列；4）在高严谨条件下可与序列表中的SEQ ID No:2限定的DNA序列杂交的核苷酸序列。上述高严谨条件为：用0.1×SSPE（或0.1×SSC），0.1%SDS的溶液，在65℃下杂交并洗膜。序列表中的SEQ ID No:2由951个碱基组成，其编码框为自5’端第1-951位碱基，编码具有序列表中的SEQ ID No:1的氨基酸残基序列的蛋白质。本专利技术还包括含有本专利技术基因的重组表达载体、转基因细胞系和工程菌以及扩增该基因中任一片段的引物对。本专利技术还提供上述的水稻组蛋白赖氨酸甲基化识别蛋白基因在调控植物生长发育中的应用。在实际应用中，经鉴定获得的功能缺失突变体的表型为生长矮小，使植物的生长发育得到调控。上述重组表达载体均可按照常规方法构建。本专利技术的水稻组蛋白赖氨酸甲基化识别蛋白基因的功能缺失突变体植株株系生长矮小。本专利技术为植物品种的改良提供了一个优质基因，同时也对加深理解组蛋白赖氨酸甲基化修饰的生物学功能和生物学过程，进一步破译组蛋白密码和理解组蛋白密码在高等植物生长发育、遗传变异中的作用具有非常重要的意义。本专利技术的蛋白质及其编码基因具有较高的实际应用价值，应用前景广阔。附图说明图1为水稻组蛋白赖氨酸甲基化识别蛋白MRG701的蛋白活性测定结果。图2为野生型水稻（WT）和MRG701功能缺失突变体水稻（mrg701）的表型图。图3为野生型水稻（WT）和MRG701功能缺失突变体水稻（mrg701）中MRG701基因表达的实时荧光定量PCR检测结果。具体实施方式下述实施例中的方法，如无特别说明，均为常规方法。所用引物和测序工作由上海杰李生物科技有限公司完成。实施例1.水稻组蛋白赖氨酸修饰识别蛋白基因MRG701的获得对GenBank中公布的拟南芥的MRG1的基因序列（GenBank号：NC_003075.7）通过同源序列比较，从水稻基因组中获得同源序列，并根据该同源序列的5’和3’末端序列设计一对引物，引物序列分别为：5’－ Atgggggggagctccaacacca－3’（ SEQ ID No:3），和5’－ CTATTTGGTCTTTATCCCATCA－3’ （SEQ ID No:4）。提取水稻黄化苗总RNA（Promega，SV total RNA isolation system），以水稻的总RNA为模板，用AMV反转录酶（TaKaRa）合成cDNA（依据Plant RT－PCR Kit 2.01（TaKaRa）的用户手册进行）。以cDNA为本文档来自技高网...
【技术保护点】
水稻组蛋白赖氨酸甲基化识别蛋白，其特征在于来源于水稻，名称为MRG701，是具有下述氨基酸残基序列之一的蛋白质：（1）SEQ ID No:1;（2）将SEQ ID No:1的氨基酸残基序列经过一至五十个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且对植物的生长发育具有调控作用的蛋白质。
【技术特征摘要】
1.水稻组蛋白赖氨酸甲基化识别蛋白，其特征在于来源于水稻，名称为MRG701，是具有下述氨基酸残基序列之一的蛋白质：（1）SEQ ID No:1;（2）将SEQ ID No:1的氨基酸残基序列经过一至五十个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且对植物的生长发育具有调控作用的蛋白质。2.编码权利要求1所述的组蛋白赖氨酸甲基化识别蛋白的基因。3.根据权利要求2所述的基因，其特征在于：所述基因是下述核苷酸序列之一：（1）SEQ ID No:2的核苷酸序列；（2）编码SEQ ID No:1蛋白质序列的DNA；（3）与SEQ ID No:2限定的核苷酸序列具有90％以上同源性且编码相同功能蛋白质的核苷酸序列；（4）在高严谨条件下可...
【专利技术属性】
技术研发人员：俞瑜，刘兵，董爱武，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
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