OsMKK6蛋白及编码基因在调控植物种子发育中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种OsMKK6蛋白及编码基因在调控植物种子发育中的应用。本发明专利技术所提供的应用具体为OsMKK6蛋白或其相关生物材料在调控植物种子发育中的应用；所述OsMKK6蛋白为如下a1)或a2)所示的蛋白质：a1)由序列3所示的氨基酸序列组成的蛋白质；a2)在序列3所示的氨基酸序列中经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸残基得到的与植物种子发育相关的由a1)衍生的蛋白质。OsMKK6或与OsMKK6相关的生物材料可用于调控植物种子发育情况，对于培育高品质水稻新品种具有重要意义。

The application of OsMKK6 protein and encoding gene in the regulation of plant seed development

The invention discloses an application of OsMKK6 protein and encoding gene in regulating plant seed development. The invention provides a specific application for the OsMKK6 protein or its related biological materials in the development of control seed; the OsMKK6 protein as A1) or A2) protein shown: A1) amino acid sequence by the sequence shown in Figure 3 of the protein; A2) amino acid sequence in the sequence shown in Figure 3 after replacing and / or deletion and / or addition of one or several amino acid residues obtained and plant seed development related protein derived from A1). OsMKK6 or OsMKK6 related biomaterials can be used to regulate the development of plant seed, which is of great significance for the cultivation of new varieties of high quality rice.

【技术实现步骤摘要】
OsMKK6蛋白及编码基因在调控植物种子发育中的应用
本专利技术属于基因工程领域，涉及一种OsMKK6蛋白及编码基因在调控植物种子发育中的应用。
技术介绍
水稻颖果(caryopsis)是人类最重要的食物来源之一。一粒种子由母体组织果皮(pericarp)和外种皮(testa)以及子代组织胚(embryo)和胚乳(endosperm)等构成。按照基因型来分水稻颖果包含三种不同基因型的组分，果皮、外种皮和珠心组织等二倍体母体组织；三倍体的胚乳和二倍体的子代胚。成熟种子中除了胚和糊粉层细胞之外都是死细胞。种子是由受精的子房发育而来，子房由外珠被、内珠被和珠心组成，其外包裹有果皮。受精两天后外珠被细胞开始退化，而内珠被的退化与水稻品种相关，珠心细胞未来会发育成植物外种皮。研究发现珠心凸起的退化对水稻种子的灌浆非常重要，Yin等报道OsMADS29在珠心凸起处表达，利用RNAi技术降低OsMADS29的表达会导致水稻灌浆异常，产生皱缩的种子(YinandXue,2012)。Bai等发现转录因子NF-YB1在糊粉层细胞表达，调控光合产物蔗糖向胚乳的运输(Baietal.,2015)。关于水稻胚和胚乳的发育调控，脂质转移蛋白基因OsLTPL36在发育中的种皮和胚乳糊粉层细胞表达。OsLTPL36-RNAi转基因植物造成种子白垩化严重，并且胚的发育延迟(Wangetal.,2015b)。DNA甲基化参与调控种子发育，MeDIP-seq(methylcytosineimmunoprecipitationDNAsequencing)检测发现发育中的胚转座子甲基化程度比胚乳高，胚乳发育早期(受精两天到三天)甲基化水平低，推测在胚乳发育早期存在去甲基化过程，而且在种子发育过程中胚和胚乳的甲基化水平变化很大(Xingetal.,2015)。Giantembryo编码一个CYP78A亚家族的P450单加氧酶。Giantembryo突变体胚增大，而且因其不能维持茎顶端分生组织的正常功能，突变体胚后发育迟缓；超表达株系生长旺盛，产量提高，但是会导致胚变小；因此该基因参与了水稻胚和胚乳的发育调控(Yangetal.,2013)。MAPK级联参与植物生长发育、抗病和抗逆等多个过程。MAPK级联包括三个层级的蛋白激酶，细胞膜表面的受体蛋白接受信号之后通过直接或间接的方式激活MAPkinasekinasekinase(MAPKKK/MAP3K)(Danetal.，2001)。依次磷酸化下游特定的MAPKkinase(MAPKK/MKK)，之后MKK磷酸化并激活MAPkinase(MAPK/MPK)。激活的MPK会磷酸化细胞质或细胞核中不同的底物蛋白，这些底物蛋白包括其它激酶、各种催化酶、转录因子和结构蛋白等(Khokhlatchevetal.，1998)。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种OsMKK6蛋白及编码基因在调控植物种子发育中的应用。本专利技术所提供的应用具体为如下A或B：A.OsMKK6蛋白在调控植物种子发育中的应用；所述OsMKK6蛋白为如下a1)或a2)所示的蛋白质：a1)由序列表中序列3所示的氨基酸序列组成的蛋白质；a2)在序列表中序列3所示的氨基酸序列中经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸残基得到的与植物种子发育相关的由a1)衍生的蛋白质。B.OsMKK6蛋白相关生物材料在调控植物种子发育中的应用；所述OsMKK6蛋白为如下a1)或a2)所示的蛋白质：a1)由序列表中序列3所示的氨基酸序列组成的蛋白质；a2)在序列表中序列3所示的氨基酸序列中经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸残基得到的与植物种子发育相关的由a1)衍生的蛋白质；所述OsMKK6蛋白相关生物材料，为如下b1)-b5)中任一：b1)编码所述OsMKK6蛋白的核酸分子；b2)含有步骤b1)所述核酸分子的表达盒、重组载体、重组微生物或转基因细胞系；b3)针对编码所述OsMKK6蛋白的基因组DNA序列的基因编辑工具；所述基因编辑工具为序列特异核酸酶，所述序列特异核酸酶能够特异性剪切编码所述OsMKK6蛋白的基因组DNA序列中的靶标序列；所述序列特异核酸酶为CRISPR/Cas9核酸酶、转录激活因子样效应因子核酸酶(transcriptionactivator-likeeffectornucleases,TALEN)或锌指核酸酶(Zinc-fingernucleases,ZFN)；b4)编码所述基因编辑工具的核酸分子；b5)含有步骤b4)所述核酸分子的表达盒、重组载体、重组微生物或转基因细胞系。其中，所述“编码所述OsMKK6蛋白的核酸分子”为编码所述OsMKK6蛋白的DNA分子或RNA分子；所述DNA分子是如下1)至4)中任一所述的DNA分子；所述RNA分子是如下1)至4)中任一所述的DNA分子转录所得的RNA分子：1)序列表中序列1所示的DNA分子；2)序列表中序列2所示的DNA分子；3)在严格条件下与1)或2)所限定的DNA分子杂交且编码所述OsMKK6蛋白的DNA分子；4)与1)-3)任一限定的DNA分子具有90％以上同一性且编码所述OsMKK6蛋白的DNA分子。所述OsMKK6蛋白的基因组DNA序列具体为序列表中序列1。所述“编码所述基因编辑工具的核酸分子”既可为编码所述基因编辑工具(所述序列特异核酸酶)的DNA分子，也可为编码所述基因编辑工具(所述序列特异核酸酶)的RNA分子。在所述应用中，所述“调控植物种子发育”体现为：所述OsMKK6蛋白的表达量和/或活性改变，影响所述植物的种子发育情况；具体可为促进植物种子发育或抑制植物种子发育。本专利技术还请求保护一种培育转基因植物的方法。本专利技术所提供的培育转基因植物的方法，可为如下(A)或(B)：(A)培育抑制种子发育的转基因植物的方法，具体可包括如下步骤：抑制受体植物中OsMKK6蛋白的表达或降低受体植物中OsMKK6蛋白的活性，得到转基因植物；与所述受体植物相比，所述转基因植物的种子发育受到抑制(所述转基因植物中的杂合体有一半种子发育受到抑制)。(B)培育促进种子发育的转基因植物的方法，具体可包括如下步骤：促进受体植物中OsMKK6蛋白的表达或提高受体植物中OsMKK6蛋白的活性，得到转基因植物；与所述受体植物相比，所述转基因植物的种子发育受到促进。所述OsMKK6蛋白为如下(a)或(b)所示的蛋白质：(a)由序列表中序列3所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(b)在序列表中序列3所示的氨基酸序列中经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸残基得到的与植物种子发育相关的由(a)衍生的蛋白质。在所述(A)中，可采用任何基因沉默相关技术抑制所述受体植物中所述OsMKK6蛋白的表达。如采用针对编码所述OsMKK6蛋白的基因组DNA序列的基因编辑工具对所述受体植物中的所述OsMKK6蛋白的基因组DNA序列进行基因编辑，使得所述受体植物中的所述OsMKK6蛋白的表达受到抑制；所述基因编辑工具为序列特异核酸酶，所述序列特异核酸酶能够特异性剪切所述OsMKK6蛋白的基因组DNA序列中的靶标片段；所述序列特异核酸酶为CRISPR/Cas9核酸酶、转录激活因子样效应因子核酸酶或锌指核酸酶。所述序列特异核酸酶对所本文档来自技高网...

【技术保护点】
OsMKK6蛋白在调控植物种子发育中的应用；所述OsMKK6蛋白为如下a1)或a2)所示的蛋白质：a1)由序列表中序列3所示的氨基酸序列组成的蛋白质；a2)在序列表中序列3所示的氨基酸序列中经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸残基得到的与植物种子发育相关的由a1)衍生的蛋白质。

【技术特征摘要】
1.OsMKK6蛋白在调控植物种子发育中的应用；所述OsMKK6蛋白为如下a1)或a2)所示的蛋白质：a1)由序列表中序列3所示的氨基酸序列组成的蛋白质；a2)在序列表中序列3所示的氨基酸序列中经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸残基得到的与植物种子发育相关的由a1)衍生的蛋白质。2.OsMKK6蛋白相关生物材料在调控植物种子发育中的应用；所述OsMKK6蛋白为如下a1)或a2)所示的蛋白质：a1)由序列表中序列3所示的氨基酸序列组成的蛋白质；a2)在序列表中序列3所示的氨基酸序列中经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸残基得到的与植物种子发育相关的由a1)衍生的蛋白质；所述OsMKK6蛋白相关生物材料，为如下b1)-b5)中任一：b1)编码所述OsMKK6蛋白的核酸分子；b2)含有步骤b1)所述核酸分子的表达盒、重组载体、重组微生物或转基因细胞系；b3)针对编码所述OsMKK6蛋白的基因组DNA序列的基因编辑工具；所述基因编辑工具为序列特异核酸酶，所述序列特异核酸酶能够特异性剪切所述OsMKK6蛋白的基因组DNA序列中的靶标片段；所述序列特异核酸酶为CRISPR/Cas9核酸酶或转录激活因子样效应因子核酸酶、锌指核酸酶；b4)编码所述基因编辑工具的核酸分子；b5)含有步骤b4)所述核酸分子的表达盒、重组载体、重组微生物或转基因细胞系。3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于：编码所述OsMKK6蛋白的核酸分子为编码所述OsMKK6蛋白的DNA分子或RNA分子；所述DNA分子是如下1)至4)中任一所述的DNA分子；所述RNA分子是如下1)至4)中任一所述的DNA分子转录所得的RNA分子：1)序列表中序列1所示的DNA分子；2)序列表中序列2所示的DNA分子；3)在严格条件下与1)或2)所限定的DNA分子杂交且编码所述OsMKK6蛋白的DNA分子；4)与1)-3)任一限定的DNA分子具有90％以上同一性且编码所述OsMKK6蛋白的DNA分子；或所述OsMKK6蛋白的基因组DNA序列为序列表中序列1。4.培育转基因植物的方法，为如下(A)或(B)：(A)培育抑制种子发育的转基因植物的方法，包括如下步骤：抑制受体植物中OsMKK6蛋白的表达或降低受体植物中OsMKK6蛋白的活性，得到转基因植物；...

【专利技术属性】
技术研发人员：高晋兰，张丹丹，邱金龙，
申请(专利权)人：中国科学院微生物研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11