与水稻抗性淀粉相关的蛋白SSIIIa及其编码基因与应用制造技术

本发明专利技术涉及一种与植物抗性淀粉含量相关的蛋白SSIIIa及其编码基因和应用。该蛋白的编码基因可控制水稻的抗性淀粉含量。

Protein SSIIIa related to rice resistant starch and its encoding genes and its application

The present invention relates to a protein SSIIIa related to the content of plant resistant starch and its encoding genes and applications. The encoding gene of the protein could control the content of resistant starch in rice.

【技术实现步骤摘要】
与水稻抗性淀粉相关的蛋白SSIIIa及其编码基因与应用
本专利技术涉及一种蛋白的功能及其编码基因与应用，具体的涉及一种与水稻抗性淀粉相关的蛋白及其编码基因与应用
技术介绍
抗性淀粉(Resistantstarch)又称抗酶解淀粉，在人的小肠中不能被酶解，但在人的胃肠道结肠中可以与挥发性脂肪酸起发酵反应的一类淀粉结构。其本身仍然是淀粉，化学结构不同于纤维，但其性质类似溶解性纤维。这种淀粉较其他淀粉难降解，在体内消化缓慢，被吸收和进入血液都较缓慢。我们的食物中比例最大的组分是碳水化合物，碳水化合物又称多糖，人们食用碳水化合物后要在体内被胃酸及酶消化分解为单糖——葡萄糖以后才能吸收并进入血液，含有抗性淀粉食物由于消化吸收慢，食用后不致使血糖升高过快，即可以调节血糖水平，因此成为一种功能性淀粉，特别适宜糖尿病患者食用，有助于糖尿病人维持正常的血糖浓度，而患者食用抗性淀粉后不容易饥饿，减少饥饿感。抗性淀粉存在于某些天然食品中，如马铃薯、香蕉、大米等都含有抗性淀粉。每人每天摄入约20克的抗性淀粉就可产生显著保健功能，通常饮食谱摄入不足10克。世界上一半以上的人口以稻米为主食，普通熟米饭中抗性淀粉含量少于3％，栽培稻通过人工诱变，获得了米饭抗性淀粉含量高于10％的水稻品系。如果主食稻米含有足够的抗性淀粉，通过主食摄入功能食物，非常容易实现日常健康防御。所以水稻抗性淀粉合成的分子遗传机制的阐明与应用，实现优质抗性淀粉水稻的创造与生产应用，具有重大社会意义与商业价值潜力。现有技术中关于控制抗性淀粉合成的分子遗传机制尚不明确，关于控制抗性淀粉合成的相关蛋白的编码基因，严重制约了抗性淀粉在优质抗性淀粉水稻的创造与生产应用。
技术实现思路
本专利技术提供了一种与植物抗性淀粉合成相关的蛋白，所述与植物抗性淀粉合成相关的蛋白是具有如下a)或b)的氨基酸序列的蛋白质：a)由序列表中SeqIDNO:1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；b)将序列表中SeqIDNO:1的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸的取代和/或缺失和/或添加，且与植物抗性淀粉含量相关的由a)衍生的蛋白质。本专利技术还提供了一种与植物抗性淀粉合成相关的蛋白的编码基因，所述编码基因编码为所述与植物抗性淀粉合成相关的蛋白。上述方案中优选的是，所述编码基因为如下a)或b)或c)的基因：a)其核苷酸序列如序列表中SeqIDNO:2的自5′末端第1-14463位所示的DNA分子；b)在严格条件下与a)所述的核苷酸序列杂交且编码所述与植物抗性淀粉合成相关的蛋白的DNA分子；c)与a)所述的核苷酸序列具有90％以上的同源性且编码所述与植物抗性淀粉合成相关的蛋白的基因。以上任一方案中优选的是，所述编码基因为如下a)或b)或c)的基因：a)其核苷酸序列是序列表中的SeqIDNO:3所示的DNA分子；b)在严格条件下与a)所述的核苷酸序列杂交且编码所述与植物抗性淀粉合成相关的蛋白的DNA分子；c)与a)所述的核苷酸序列具有90％以上的同源性且编码所述与植物抗性淀粉合成相关的蛋白的基因。本专利技术还提供了一种用于表达与植物抗性淀粉合成相关蛋白的表达盒，含有上述任一项中的与植物抗性淀粉合成相关的蛋白的编码基因。以上任一方案中优选的是，所述表达盒中所述编码基因的5’和/或3’端具有poly-Arg、Poly-His、FLAG、Strep-tagII和c-myc中至少一种标签的编码基因。以上任一方案中优选的是，所述表达盒中所述编码基因的转录起始核苷酸前加上增强型、组成型、组织特异型或诱导型启动子中的一种或几种。以上任一方案中优选的是，所述表达盒中所述启动子为花椰菜花叶病毒(CAMV)35S启动子或泛素(Ubiquitin)基因启动子(pUbi)。以上任一方案中优选的是，所述表达盒还含有增强子，所述增强子为翻译增强子或转录增强子，所述增强子与编码序列的阅读框相同。以上任一方案中优选的是，所述增强子的区域是ATG起始密码子或邻界区域起始密码子。以上任一方案中优选的是，表达盒的翻译起始区域来自转录起始区域或结构基因。以上任一方案中优选的是，所述表达盒还包含鉴定和/或筛选基因，所述鉴定和/或筛选基因包括以下基因的一种或几种：可产生颜色变化的酶和/或发光化合物的基因；具有抗性的抗生素标记物基因；抗化学试剂标记基因。以上任一方案中优选的是，所述可产生颜色变化的酶和/或发光化合物的基因为GUS基因、GFP基因和萤光素酶基因中的一种或几种。以上任一方案中优选的是，所述具有抗性的抗生素标记物基因为庆大霉素标记物基因或卡那霉素标记物基因。以上任一方案中优选的是，所述抗化学试剂标记基因为抗除莠剂基因。本专利技术还提供了用于扩增与植物抗性淀粉合成相关的蛋白编码基因的引物对，所述引物对可用于扩增上述任一项与植物抗性淀粉合成相关蛋白的编码基因的全长或其任一段片段。本专利技术还提供了一种用于表达与植物抗性淀粉合成相关蛋白的重组表达载体，含有上述任一项与植物抗性淀粉合成相关蛋白的编码基因。本专利技术还提供了一种用于表达与植物抗性淀粉合成相关蛋白的重组表达载体，含有上述任一项所述用于表达与植物抗性淀粉合成相关蛋白的表达盒的基因。以上任一方案中优选的是，所述重组表达载体为在pCAMBIA1300的多克隆位点间插入上述任一项与植物抗性淀粉合成相关蛋白的编码基因得到的重组表达载体。以上任一方案中优选的是，所述重组表达载体为在pCAMBIA3301、pCAMBIA1300、pBI121、pBin19、pCAMBIA2301、pCAMBIA1301-UbiN或其它衍生植物表达载体中的一种载体的多克隆位点中插入上述任一项与植物抗性淀粉合成相关蛋白的编码基因得到的重组表达载体。本专利技术还提供了与植物抗性淀粉合成相关蛋白的编码基因在制备抗性淀粉合成相关的转基因植物中的应用，所述抗性淀粉合成相关的转基因植物含有上述任一项与植物抗性淀粉合成相关蛋白的编码基因。以上任一方案中优选的是，所述植物是双子叶植物或单子叶植物。以上任一方案中优选的是，所述单子叶植物是水稻。以上任一方案中优选的是，所述植物是高抗性水稻品系b10。本专利技术提供了一种培育含有上述任一项与植物抗性淀粉合成相关蛋白的编码基因的转基因植物的方法，包括将上述任一项与植物抗性淀粉合成相关蛋白的编码基因转入目的植物中以得到转基因植物的步骤。以上任一方案中优选的是，上述任一项与植物抗性淀粉合成相关蛋白的编码基因通过上述任一项重组表达载体转入所述目的植物。以上任一方案中优选的是，所述重组表达载体通过常规生物学方法转化到植物细胞或组织中。以上任一方案中优选的是，所述生物学方法通过以下方法完成转化：Ti质粒介导的转化、Ri质粒介导的转化、植物病毒载体介导的转化、直接DNA转化、显微注射转化、电导转化或农杆菌介导的转化中的一种方法。以上任一方案中优选的是，所述植物是双子叶植株或单子叶植株。以上任一方案中优选的是，所述单子叶植物是水稻。以上任一方案中优选的是，所述植物是高抗性淀粉水稻品系b10。本专利技术还提供了一种培育转基因植物的方法，包括将干扰载体导入目的植物中以得到转基因植物的步骤，所述干扰载体是将序列表中SeqIDNO:4所示的核苷酸序列和序列表中SeqIDNO:5所示的核苷酸序列依次插入重组载体。以上任一方案中优选的是，所述干本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种与植物抗性淀粉合成相关的蛋白，所述与植物抗性淀粉合成相关的蛋白是具有如下a）或b）的氨基酸序列的蛋白质：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）将序列表中Seq ID NO:1的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸的取代和/或缺失和/或添加，且与植物抗性淀粉含量相关的由a）衍生的蛋白质。

【技术特征摘要】
1.一种与植物抗性淀粉合成相关的蛋白，所述与植物抗性淀粉合成相关的蛋白是具有如下a）或b）的氨基酸序列的蛋白质：a）由序列表中SeqIDNO:1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；b）将序列表中SeqIDNO:1的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸的取代和/或缺失和/或添加，且与植物抗性淀粉含量相关的由a）衍生的蛋白质。2.一种与植物抗性淀粉合成相关的蛋白的编码基因，所述编码基因编码权利要求1所述的蛋白。3.如权利要求2所述的编码基因，其特征在于：所述编码基因为如下a）或b）或c)的基因：a）其核苷酸序列如序列表中SeqIDNO:2的自5´末端第1-14463位所示的DNA分子；b）在严格条件下与a）所述的核苷酸序列杂交且编码权利要求1所述蛋白的DNA分子；c）与a）所述的核苷酸序列具有90％以上的同源性且编码权利要求1所述蛋白的基因。4.如权利要求2所述的编码基因，其特征在于：所述编码基因为如下a）或b）或c)的基因：a)其核苷酸序列是序列表中的SeqIDNO:3所示的DNA分子；b）在严格条件下与a）所述的核苷酸序列杂交且编码权利要求1所述蛋白的DNA分子；c)与a）所述的核苷酸序列具有90％以上的同源性且编码权利要求1所述蛋白的基因。5.一种用于表达与植物抗性淀粉合成相关蛋白的表达盒，含有权利要求2-4中任一项所述编码...

【专利技术属性】
技术研发人员：李家洋，刘贵富，吴殿兴，余泓，周红菊，舒小丽，荆彦辉，
申请(专利权)人：中国科学院遗传与发育生物学研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11