本发明专利技术属于基因工程领域，涉及一种植物淀粉合成相关蛋白OsPKp1及其编码基因与应用。本发明专利技术提供的蛋白质，是如下(a)或(b)的蛋白质：(a)由序列表中SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(b)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/或添加且与植物谷蛋白分选相关的由SEQ ID NO.1衍生的蛋白质。本发明专利技术的植物淀粉合成相关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】
本专利技术属于基因工程领域，涉及一种植物淀粉合成相关蛋白OsPKp1及其编码基因与应用。
技术介绍
在植物中，淀粉是主要的储能物质，其合成途径中的许多合成酶和调控因子都已经被很好地鉴定和研究。淀粉是稻米籽粒最主要的组成成分，其含量和特性直接影响稻米的各项品质指标及最终适口性，同时淀粉的积累水平还可能影响水稻的产量，因此，深入研究水稻这一单子叶模式植物淀粉合成途径中的关键因子及调控网络具有重要的理论意义与应用价值。水稻胚乳水不溶的淀粉主要由直链淀粉和支链淀粉组成。支链淀粉占75％以上，它由分支的α-1,6糖苷键连接，而占少量的直链淀粉线性的α-1,4糖苷键连接。植物中大量参与淀粉合成的关键酶已经被研究。直链淀粉由颗粒结合型淀粉合酶(IGBSSI)合成，它由Waxy基因编码。支链淀粉的合成由淀粉合酶(SSs)，淀粉分支酶(BEs)和淀粉去分支酶(DBEs)。植物中SSs，BEs，DBEs存在多种异构体SSI-IV，BEI-II，DBE1-3和DBE。在水稻中这些基因的突变，都会是胚乳淀粉表现异常特征。BEIIb突变表现心白胚乳，支链淀粉结构，淀粉颗粒的糊化特性都发生改变。ALK编码一个预测为可溶淀粉合酶IIa的基因，SSIIa关键氨基酸的改变导致籼稻和粳稻支链淀粉结构和淀粉特性的差异。除了合成酶之外，水稻中一些其它因子间接地参与淀粉的合成。参与内质网中蛋白成熟的类二硫键异构酶(PDIL-1)基因功能丧失同样影响淀粉的合成，突变体表现粉质胚乳和淀粉颗粒变小。MADS29是水稻MADS-BOX家族的成员，参与讲解珠心和珠心突起。抑制MADS29的表达减少淀粉的合成和形成异常的胚乳。因此发现并克隆淀粉合成和调控相关基因，将有助于我们通过基因工程的手段来对稻米进行改良。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种淀粉合成相关蛋白及其编码基因与应用。本专利技术提供的淀粉合成相关蛋白(OsPKp1)，来源于稻属水稻(Oryzasativavar.越光(Koshihikari))，是如下(a)或(b)的蛋白质：(a)由序列表中SEQIDNO.1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(b)将SEQIDNO.1所示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.2衍生的蛋白质。序列表中的SEQIDNO.1由578个氨基酸残基组成。为了使(a)中的OsPKp1便于纯化和研究在水稻细胞的亚细胞位置，可在由序列表中SEQIDNO.1所示的氨基酸序列组成的蛋白质的氨基末端或羧基末端连接上如SEQIDNO.8所示的MBP标签或SEQIDNO.9所示的GFP标签。上述(b)中的OsPKp1可人工合成，也可先合成其编码基因，再进行生物表达得到。上述(b)中的OsPKp1的编码基因可通过将序列表中SEQIDNO.2所示的DNA序列中缺失一个或几个氨基酸残基的密码子，和/或进行一个或几个碱基对的错义突变，和/或在其5′端和/或3′端连上表1所示的标签的编码序列得到。编码上述淀粉合成相关蛋白的基因(OsPKp1)也属于本专利技术的保护范围。所述基因OSFSE可为如下1)或2)或3)或4)的DNA分子：1)序列表中SEQIDNO.2所示的DNA分子；2)序列表中SEQIDNO.3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，且编码调控淀粉合成相关蛋白的DNA分子。所述严格条件可为在0.1×SSPE(或0.1×SSC)，0.1％SDS的溶液中，在65℃下杂交并洗膜。SEQIDNO.2由1737个核苷酸组成，为OsPKp1的CDS。SEQIDNO.3由4639个核苷酸组成，为OsPKp1的DNA序列。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。所述重组表达载体可为在pCUBi1390载体的多克隆位点KpnI和BamHI之间重组插入所述基因(OsPKp1)得到的重组质粒。所述重组质粒具体可为pCUBi1390–OsPKp1；所述pCUBi1390-OsPKp1是由OsPKp1基因组编码序列通过重组技术插入到pCUBi1390多克隆位点HindIII和BamHI之间得到的(Clontech公司，Infusion重组试剂盒)。将含有OsPKp1的pCUBi1390命名为pCUBi1390-OsPKp1。含有以上任一所述基因(OsPKp1)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(OsPKp1)全长或任一片段的引物对也属于本专利技术的保护范围；如SEQIDNO.4所示的primer1/SEQIDNO.5所示的primer2；SEQIDNO.6所示的primer3/SEQIDNO.7所示的primer4。本专利技术的另一个目的是提供一种培育淀粉合成正常的转基因植物的方法。本专利技术提供的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的植物中，得到淀粉合成正常的转基因植物；所述淀粉合成异常植物为胚乳表现为粉质表型的植物；所述淀粉合成正常的转基因植物为胚乳表现透明非粉质的转基因植物。具体来说，所述基因通过所述重组表达载体导入淀粉合成异常植物中；所述淀粉合成异常植物可为W59。所述蛋白、所述基因、所述重组表达载体、表达盒或重组菌或所述方法均可应用于水稻育种。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、农杆菌介本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种调控淀粉合成相关蛋白OsPKp1，其特征在于选自如(a)或(b)所示的任一种：(a)由SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(b)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/或添加且与淀粉合成相关的由序列1衍生的蛋白质。
【技术特征摘要】
1.一种调控淀粉合成相关蛋白OsPKp1，其特征在于选自如(a)或(b)所示的任一种：(a)由SEQIDNO.1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(b)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/或添加且与淀粉合成相关的由序列1衍生的蛋白质。2.编码权利要求1所述蛋白的基因。3.根据权利要求2所述的基因，其特征在于：所述基因是如下1)或2)或3)或4)所示的DNA分子：1)SEQIDNO.2所示的DNA分子；2)SEQIDNO.3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.1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。4.含有权利要求2或3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.根据权利要求4所述的重组表达载体，其特征在于：所述重组表达载体是在pCUBi1390载体的多克隆位点KpnI和BamHI之间插入权利要求2或3所述基因得到的重组质粒。6...
【专利技术属性】
技术研发人员：万建民，张文伟，蔡跃，江玲，王益华，刘世家，刘喜，田云录，陈亮明，赵志刚，刘裕强，陈赛华，
申请(专利权)人：南京农业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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