一种提高水稻远缘杂交后代育性的方法与所用蛋白质技术

本发明专利技术公开了一种提高水稻远缘杂交后代育性的方法与所用蛋白质。本发明专利技术公开的提高水稻远缘杂交后代育性的方法包括：降低受体水稻中ESA1的含量，或抑制受体水稻中ESA1的活性，得到与受体水稻相比育性增强的目的水稻，实现水稻育性的增强；受体水稻为水稻远缘杂交后代；ESA1为序列表中序列1所示的蛋白质。实验证明，抑制本发明专利技术中EAS1编码基因的表达后，可提高水稻远缘杂交后代的结实率，提高水稻远缘杂交后代的育性，克服野生稻与栽培稻远缘杂交障碍，对于有效利用野生稻优良基因改良栽培稻具有重要意义。

A Method and Protein Used to Improve Fertility of Rice Distant Hybrid Progenies

The invention discloses a method for improving the fertility of distant hybrid offspring of rice and the protein used. The methods for improving fertility of rice distant hybrid progenies disclosed in the present invention include: reducing the content of ESA1 in recipient rice or inhibiting the activity of ESA1 in recipient rice, obtaining rice for fertility enhancement compared with recipient rice, realizing fertility enhancement of rice; recipient rice is the offspring of rice distant hybrid; ESA1 is the protein shown in sequence 1 in sequence table. The experiment proves that inhibiting the expression of EAS1 coding gene in the present invention can improve the seed setting rate of rice distant hybridization offspring, improve the fertility of rice distant hybridization offspring, overcome the barriers of distant hybridization between wild rice and cultivated rice, and is of great significance for effectively utilizing wild rice fine genes to improve cultivated rice.

【技术实现步骤摘要】
一种提高水稻远缘杂交后代育性的方法与所用蛋白质
本专利技术涉及生物
中，一种提高水稻远缘杂交后代育性的方法与所用蛋白质。
技术介绍
水稻是世界上最重要的粮食作物之一，占世界50％比例的人口以稻米为主食。提高水稻单产是保障世界粮食安全的有力措施之一。水稻品种间狭窄的遗传多样性已成为制约水稻产量潜力进一步提高的瓶颈。野生稻是一个重要的有利基因库，携带抗病虫、抗逆、高产优质基因，通过远缘杂交利用野生稻的有利基因，是提升水稻育种水平的有效途径。然而，由于野生稻与栽培稻杂种及杂种后代存在不育或半不育现象，限制了野生稻优良基因的有效利用。目前，有关水稻育性研究多集中于雄性不育，雌性不育研究较少，只有少数雌性不育相关基因通过图位克隆方法被鉴定出来，如：发生在亚种间杂种雌性不育基因S5、S7、hsa1，非洲栽培稻和亚洲栽培稻种间杂种雌性不育基因S1及通过突变体鉴定出的PTB基因。通过普通野生稻与亚洲栽培稻构建的渗入系鉴定出杂种弱势基因Hwi1和Hwi2，但还未见从普通野生稻和亚洲栽培稻杂种后代中分离出雌性不育基因的报导。云南元江普通野生稻属于AA基因组。是我国迄今发现的海拔最高(780米)且隔离较好的普通野生稻，因气候生态环境独特，使它在中国栽培稻的起源演化研究上具有重要的地位。元江野生稻与籼稻杂种F1的育性为54.53％，说明元江野生稻与亚洲栽培稻之间存在杂种不育。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是如何提高水稻远缘杂交后代的育性。为解决上述技术问题本专利技术首先提供了一种来源于元江野生稻的蛋白质(名称为ESA1)，ESA1为如下A1)、A2)或A3)：A1)氨基酸序列是序列1的蛋白质；A2)将序列表中序列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/或添加且具有相同功能的蛋白质；A3)在A1)或A2)的N端或/和C端连接标签得到的融合蛋白质。为了使A1)中的蛋白质便于纯化，可在由序列表中序列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下表所示的标签。表：标签的序列上述A2)中的ESA1蛋白质，为与序列1所示蛋白质的氨基酸序列具有75％或75％以上同一性且具有相同功能的蛋白质。所述具有75％或75％以上同一性为具有75％、具有80％、具有85％、具有90％、具有95％、具有96％、具有97％、具有98％或具有99％的同一性。上述A2)中的ESA1蛋白质可人工合成，也可先合成其编码基因，再进行生物表达得到。上述A2)中的ESA1蛋白质的编码基因可通过将序列3的第83-1903位所示的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′端连上上表所示的标签的编码序列得到。其中，序列3的第83-1903位所示的DNA分子编码序列1所示的ESA1蛋白质。本专利技术还提供了与ESA1相关的生物材料，所述生物材料为下述B1)至B9)中的任一种：B1)编码ESA1的核酸分子；B2)含有B1)所述核酸分子的表达盒；B3)含有B1)所述核酸分子的重组载体、或含有B2)所述表达盒的重组载体；B4)含有B1)所述核酸分子的重组微生物、或含有B2)所述表达盒的重组微生物、或含有B3)所述重组载体的重组微生物；B5)含有B1)所述核酸分子的转基因植物细胞系、或含有B2)所述表达盒的转基因植物细胞系；B6)含有B1)所述核酸分子的转基因植物组织、或含有B2)所述表达盒的转基因植物组织；B7)含有B1)所述核酸分子的转基因植物器官、或含有B2)所述表达盒的转基因植物器官；B8)抑制ESA1编码基因表达的核酸分子；B9)含有B8)所述核酸分子的表达盒、重组载体、重组微生物、转基因植物细胞系、转基因植物组织或转基因植物器官。上述生物材料中，B1)所述核酸分子可为如下b11)或b12)或b13)或b14)或b15)：b11)编码序列是序列表中序列3的第83-1903位的cDNA分子或DNA分子；b12)序列表中序列3所示的DNA分子；b13)序列表中序列2所示的DNA分子；b14)与b11)或b12)或b13)限定的核苷酸序列具有75％或75％以上同一性，且编码ESA1的cDNA分子或DNA分子；b15)在严格条件下与b11)或b12)或b13)或b14)限定的核苷酸序列杂交，且编码ESA1的cDNA分子或DNA分子；B8)所述核酸分子为序列表中序列2的第849-1152位和/或序列2的第849-1284位所示的DNA分子。其中，所述核酸分子可以是DNA，如cDNA、基因组DNA或重组DNA；所述核酸分子也可以是RNA，如mRNA或hnRNA等。本领域普通技术人员可以很容易地采用已知的方法，例如定向进化和点突变的方法，对本专利技术的编码ESA1蛋白质的核苷酸序列进行突变。那些经过人工修饰的，具有与本专利技术分离得到的ESA1蛋白质的核苷酸序列75％或者更高同一性的核苷酸，只要编码ESA1蛋白质且具有ESA1蛋白质功能，均是衍生于本专利技术的核苷酸序列并且等同于本专利技术的序列。这里使用的术语“同一性”指与天然核酸序列的序列相似性。“同一性”包括与本专利技术的编码序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质的核苷酸序列具有75％或更高，或85％或更高，或90％或更高，或95％或更高同一性的核苷酸序列。同一性可以用肉眼或计算机软件进行评价。使用计算机软件，两个或多个序列之间的同一性可以用百分比(％)表示，其可以用来评价相关序列之间的同一性。所述严格条件可为如下：50℃，在7％十二烷基硫酸钠(SDS)、0.5MNaPO4和1mMEDTA的混合溶液中杂交，在50℃，2×SSC，0.1％SDS中漂洗；还可为：50℃，在7％SDS、0.5MNaPO4和1mMEDTA的混合溶液中杂交，在50℃，1×SSC，0.1％SDS中漂洗；还可为：50℃，在7％SDS、0.5MNaPO4和1mMEDTA的混合溶液中杂交，在50℃，0.5×SSC，0.1％SDS中漂洗；还可为：50℃，在7％SDS、0.5MNaPO4和1mMEDTA的混合溶液中杂交，在50℃，0.1×SSC，0.1％SDS中漂洗；还可为：50℃，在7％SDS、0.5MNaPO4和1mMEDTA的混合溶液中杂交，在65℃，0.1×SSC，0.1％SDS中漂洗；也可为：在6×SSC，0.5％SDS的溶液中，在65℃下杂交,然后用2×SSC,0.1％SDS和1×SSC,0.1％SDS各洗膜一次；也可为：2×SSC，0.1％SDS的溶液中，在68℃下杂交并洗膜2次，每次5min，又于0.5×SSC，0.1％SDS的溶液中，在68℃下杂交并洗膜2次，每次15min；也可为：0.1×SSPE(或0.1×SSC)、0.1％SDS的溶液中，65℃条件下杂交并洗膜。上述75％或75％以上同一性，可为80％、85％、90％或95％以上的同一性。B2)所述的含有编码ESA1蛋白质的核酸分子的表达盒(ESA1基因表达盒)，是指能够在宿主细胞中表达ESA1蛋白质的DNA，该DNA不但可包括启动ESA1基因转录的启动子，还可包括终止ESA1基因转录的终止子。进一步，所述表达盒还可包括增强子序列。可用于本专利技术的启动子包括但不限于：组成型启动子，组织、器官和发育特异的启动子，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.蛋白质，为如下A1)、A2)或A3)：A1)氨基酸序列是序列1的蛋白质；A2)将序列表中序列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/或添加且具有相同功能的蛋白质；A3)在A1)或A2)的N端或/和C端连接标签得到的融合蛋白质。

【技术特征摘要】
1.蛋白质，为如下A1)、A2)或A3)：A1)氨基酸序列是序列1的蛋白质；A2)将序列表中序列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/或添加且具有相同功能的蛋白质；A3)在A1)或A2)的N端或/和C端连接标签得到的融合蛋白质。2.与权利要求1所述蛋白质相关的生物材料，为下述B1)至B9)中的任一种：B1)编码权利要求1所述蛋白质的核酸分子；B2)含有B1)所述核酸分子的表达盒；B3)含有B1)所述核酸分子的重组载体、或含有B2)所述表达盒的重组载体；B4)含有B1)所述核酸分子的重组微生物、或含有B2)所述表达盒的重组微生物、或含有B3)所述重组载体的重组微生物；B5)含有B1)所述核酸分子的转基因植物细胞系、或含有B2)所述表达盒的转基因植物细胞系；B6)含有B1)所述核酸分子的转基因植物组织、或含有B2)所述表达盒的转基因植物组织；B7)含有B1)所述核酸分子的转基因植物器官、或含有B2)所述表达盒的转基因植物器官；B8)抑制权利要求1所述蛋白质编码基因表达的核酸分子；B9)含有B8)所述核酸分子的表达盒、重组载体、重组微生物、转基因植物细胞系、转基因植物组织或转基因植物器官。3.根据权利要求2所述的生物材料，其特征在于：B1)所述核酸分子为如下b11)或b12)或b13)或b14)或b15)：b11)编码序列是序列表中序列3的第83-1903位的cDNA分子或DNA分子；b12)序列表中序列3所示的DNA分子；b13)序列表中序列2所示的DNA分子；b14)与b11)或b12)或b13)限定的核苷酸序列具有75％或75％以上同一性，且...

【专利技术属性】
技术研发人员：付永彩，侯晶晶，刘雅馨，刘凤霞，谭禄宾，朱作峰，才宏伟，孙传清，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11