本发明专利技术公开了EPFL1蛋白及其编码基因在植物育性中的应用。本发明专利技术利用反义核酸沉默拟南芥体内EPFL1基因表达，得到的转基因拟南芥雄蕊变小、角果变短、胚珠数目降低，从而证明EPFL1基因可以调控植物的育性，在农业生产中的育种、产种过程中获得雄性不育系、创造人工可控制雄性不育以及转基因生物安全的受体材料等方面都具有重要的应用前景。
Application of EPFL1 protein and its coding gene in plant fertility
The present invention discloses the application of EPFL1 protein and its coding gene in plant fertility. The invention uses antisense RNA silencing EPFL1 gene expression in Arabidopsis, the transgenic Arabidopsis stamen smaller and shorter, pod number of ovules is reduced, so that the EPFL1 gene can regulate plant fertility, in agricultural production, breeding seed production process in male sterile and male sterility and create artificial control the safety of genetically modified receptor material has important application prospect.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物
，具体涉及EPFL1蛋白及其编码基因在植物育性中的应用。
技术介绍
植物雄配子体花粉的形成包括小孢子的发生和雄配子的形成两个过程。小孢子的发生这一过程都在幼小的花药中进行，包括小孢子母细胞的形成，减数分裂过程以及四分体的分散过程。雄配子体即花粉粒是小孢子经过两次有丝分裂形成的，其中包含被称作雄配子的精细胞。在花粉发育的这一系列过程中涉及到众多相关基因，只有他们按照一定的时空顺序正常表达，才能保证可育花粉的形成。我国的雄性不育研究和利用在国际上处于领先地位。近年来应用现代细胞生物学技术、遗传学和分子生物学手段对模式植物水稻和拟南芥的雄性不育过程做了深入的研究，取得了一些新的研究结果，如：拟南芥中的Ems1、CER1、AtGSL2基因和水稻UDT1、MSP1、GAMYB、UDPG、WDA1基因等，上述基因的突变直接导致了植株的育性降低，有的完全不育。Ems1编码一个受体激酶基因，该基因主要参与花粉母细胞、绒毡层的发育；UDT1基因是小孢子发育的关键基因，该基因主要作用于减数分裂时期，它对于绒毡层细胞的发育、小孢子母细胞的减数分裂以及中层的降解起作用；GAMYB基因对于小孢子母细胞紧贴绒毡层细胞吸收营养进而进行正常的减数分裂是必需的；WDA1基因对于水稻花粉壁蜡质层形成是必需的。对它们的研究加深了对植物雄性不育机理的理解。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供抑制EPFL1蛋白的编码基因表达的物质的用途。本专利技术提供了抑制EPFL1蛋白的编码基因表达的物质在降低植物育性中的应用。上述应用中，所述EPFL1蛋白的氨基酸序列为序列表中序列5。上述应用中，所述抑制EPFL1蛋白的编码基因表达的物质为如下1)-3)：1)如序列表中序列2所示的DNA片段；2)由1)所述的DNA片段编码的miRNA；3)含有1)所述的DNA片段的重组载体。上述应用中，所述重组载体为将所述DNA片段和驱动其表达的启动子共同插入表达载体中得到的载体。上述应用中，所述表达载体为pCAMBIA2300；所述启动子的核苷酸序列为序列表中序列3。上述应用中，所述重组载体具体为将所述DNA片段替换pCAMBIA2300载体的
Pst I和Hind III酶切位点间的DNA片段，且将序列3所示的启动子替换pCAMBIA2300的Kpn I和Sal I酶切位点间的DNA片段得到的载体。上述应用中，所述降低植物育性体现在使植物雄蕊变小和/或角果变短和/或胚珠数目降低。上述应用中，所述植物为单子叶植物或双子叶植物；所述双子叶植物具体为拟南芥。本专利技术的另一个目的是提供一种培育育性降低或者培育不育植物的方法。本专利技术提供的培育育性降低或者培育不育植物的方法包括如下步骤：将抑制EPFL1蛋白的编码基因表达的物质导入目的植物中，得到转基因植物，所述转基因植物的育性低于所述目的植物。上述方法中，所述抑制EPFL1蛋白的编码基因表达的物质为EPFL1 RNAi片段；所述EPFL1 RNAi片段的核苷酸序列为序列表中序列2；所述EPFL1 RNAi片段是通过重组载体中导入目的植物的；所述重组载体为将如序列表中序列2所示的EPFL1 RNAi片段插入表达载体中得到的载体。上述方法中，所述目的植物为单子叶植物或双子叶植物；所述双子叶植物具体为拟南芥。本专利技术的最后一个目的是提供一种DNA分子。本专利技术提供的DNA分子为如下1)或2)：1)序列为序列表中序列2的DNA分子；2)在严格条件下与1)杂交且编码相同蛋白的DNA分子。本专利技术利用反义核酸沉默拟南芥体内EPFL1基因表达，得到的转基因拟南芥雄蕊变小、角果变短、胚珠数目降低，从而证明EPFL1基因可以调控植物的育性，在农业生产中的育种、产种过程中获得雄性不育系、创造人工可控制雄性不育以及转基因生物安全的受体材料等方面都具有重要的应用前景。附图说明图1为RNAi片段构建引物配搭示意图。图2为pEPFL1::EPFL1 RNAi重组质粒图谱。图3为转基因株系2#、3#、4#、8#、9#的表达量鉴定。图4为亚历山大染色法观察转基因株系2#、3#、4#、8#、9#的雄蕊育性。图5为转基因植株3#、4#的角果观察结果。图6为转基因植株3#、4#的胚珠数目。具体实施方式下述实施例中所使用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材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。pRS300质粒(5ng/ul)在文献“Highly specific gene silencing by artificial microRNAs in Arabidopsis.Schwab R,Ossowski S,Riester M,Warthmann N,Weigel D.Plant Cell.2006 May.18(5):1121-33.”中公开过，公众可从北京大学生命科学学院获得。pQGIE110质粒在文献“Expression and functional analysis of the rice plasma-membrane intrinsic protein gene family.Lei Guo,Zi Yi Wang,Hong Lin,Wei Er Cui,Jun Chen,Meihua Liu,Zhang Liang Chen,Li Jia Qu and Hongya Gu.Cell Research.2006.March.16(16)277–286.”中公开过，公众可从北京大学生命科学学院获得。pCAMBIA2300质粒是北京鼎国昌盛生物技术有限责任公司，产品目录号为MCV036。实施例1、pEPFL1::EPFL1 RNAi转基因拟南芥的获得一、pEPFL1::EPFL1 RNAi重组质粒的获得1、EPFL1 RNAi片段设计使用在线RNAi片段设计网站WMD3(http://wmd3.weigelworld.org/cgi-bin/webapp.cgi)设计如下引物用于构建EPFL1(At5g10310)的EPFL1 RNAi片段，引物序列如下：A:5′-CTGCAAGGCGATTAAGTTGGGTAAC-3′；B:5′-CTGTTTCCTGTGTGAAATTGTTATCCGC-3′；I(miR-s)：5′-GACGACCACTTTTATTATCCTTTTCTCTCTTTTGTATTCC-3′；II(miR-a)：5′-GAAAAGGATAATAAAAGTGGTCGTCAAAGAGAATCAATGA-3′；III(miR*s)：5′-GAAACGGATAATAAATGTGGTCGTCACAGGTCGTGATATG-3′；IV(miR*a)：5′-GACGACCACATTTATTATCCGTTTCTACATATATATTCCT-3′。2、EPFL1 RNAi片段的获得(1)以pRS300质粒(5ng/ul)为模板，按照图1所示的引物搭配方法进行PCR，得到(a)、(b)、(c)三个中间PCR产物。PCR反应体系(50ul)：2xKOD Mix 25ul、pRS300(1:100)2ul、上游引物2ul、下游引物2ul、KODase 1ul、ddH2O补足50ul。PCR反本文档来自技高网...
【技术保护点】
抑制EPFL1蛋白的编码基因表达的物质在降低植物育性中的应用；所述EPFL1蛋白的氨基酸序列为序列表中序列5。
【技术特征摘要】
1.抑制EPFL1蛋白的编码基因表达的物质在降低植物育性中的应用；所述EPFL1蛋白的氨基酸序列为序列表中序列5。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述抑制EPFL1蛋白的编码基因表达的物质为如下1)-3)：1)如序列表中序列2所示的DNA片段；2)由1)所述的DNA片段编码的miRNA；3)含有1)所述的DNA片段的重组载体。3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于：所述重组载体为将所述DNA片段和驱动其表达的启动子共同插入表达载体中得到的载体。4.根据权利要求1-3中任一所述的应用，其特征在于：所述表达载体为pCAMBIA2300；所述启动子的核苷酸序列为序列表中序列3。5.根据权利要求1-4中任一所述的应用，其特征在于：所述降低植物育性体现在使植物雄蕊变小和/或角果变短和/或胚珠数目降低。6.根据权利要求1-5中任一所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：王东辉，白书农，曾婷，许智宏，
申请(专利权)人：北京大学，
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。