一种植物谷蛋白分选相关蛋白OsGPA7及其编码基因与应用制造技术

本发明专利技术公开了一种植物谷蛋白分选相关蛋白OsGPA7及其编码基因与应用。本发明专利技术通过水稻谷蛋白分选突变体gpa7的表型分析和目标基因的初步定位，最终克隆得到谷蛋白分选相关蛋白OsGPA7，该相关蛋白由SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列组成，或将SEQ ID NO.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/或添加且仍具有谷蛋白分选相关的由序列SEQ ID NO.1衍生的蛋白质。本发明专利技术的谷蛋白分选相关蛋白影响水稻胚乳中谷蛋白的分选过程，将所述蛋白的编码基因导入成熟谷蛋白含量降低的植物中，可以得到成熟谷蛋白含量正常的转基因植物，因此，本发明专利技术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】
一种植物谷蛋白分选相关蛋白OsGPA7及其编码基因与应用
本专利技术属于基因工程领域，涉及一种植物谷蛋白分选相关蛋白OsGPA7及其编码基因与应用。
技术介绍
水稻作为世界上超过三分之一的人口的主粮，是世界上最重要的粮食作物之一。我国作为人口大国，虽然国内稻米总产量已经能基本满足国内稻米的总量需求，但仍需面对粮食安全问题。特别是随着人民生活水平的提高，对于稻米食味营养品质的要求也随之提高。因此除了追求高产，还应不断改善稻米品质。然而我国稻米品质遗传育种研究相对滞后，为了促进稻米产业结构性调整，增强我国稻米国际竞争力，保证我国粮食安全，急需加强稻米品质形成的分子基础研究和优质水稻新品种的选育。贮藏蛋白作为稻米中仅次于淀粉的第二大类营养物质，其含量和组成直接影响着稻米的各项品质指标和营养价值。因此，解析水稻各储藏蛋白合成、转运、加工和积累的分子机制对稻米的品质改良至关重要。谷蛋白前体积累(57H)突变体是稻米蛋白品质改良研究的良好遗传材料。通过克隆谷蛋白合成、转运、加工和积累过程关键基因，构建谷蛋白分选网络，能为稻米蛋白品质改良奠定理论基础。目前已经初步描绘了谷蛋白分选的分子途径，但谷蛋白分选的确切机理仍知之甚少。
技术实现思路
本专利技术从籼稻品种N22的辐照诱变突变体库中筛选获得了一个新的57H突变体gpa7。OsGPA7编码了一个含有未知功能的DUF1712结构域的蛋白，目前尚无报道关于OsGPA7蛋白参与水稻储藏蛋白合成相关的研究。本专利技术通过水稻谷蛋白分选突变体gpa7的表型分析和目标基因的初步定位，最终克隆得到谷蛋白分选相关蛋白OsGPA7，因而本专利技术提供一种谷蛋白分选相关蛋白及其编码基因与应用。本专利技术提供的谷蛋白分选相关蛋白(OsGPA7)，来源于稻属水稻(Oryzasativavar.Kitaaake)，是如下(a)或(b)的蛋白质：(a)由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/或添加且仍具有所述功能由SEQIDNO.1的衍生蛋白质。SEQIDNO.1所示序列由492个氨基酸残基组成。为了使(a)中的OsGPA7便于纯化，可在由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表1所示的标签。表1标签的序列标签残基序列Poly-Arg5-6(通常为5个)RRRRRPoly-His2-10(通常为6个)HHHHHHFLAG8DYKDDDDKStrep-tagII8WSHPQFEKc-myc10EQKLISEEDL上述(b)中的OsGPA7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OsGPA7的编码基因可通过将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。同时，本专利技术还提供编码上述贮藏蛋白分选相关蛋白的基因(OsGPA7)。所述基因OsGPA7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，且编码谷蛋白分选相关蛋白的DNA分子。SEQIDNO.2由1479个核苷酸组成。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。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pCAMBIA1305.1载体(http://www.cambia.org/daisy/cambia/585)的多克隆位点EcoRI和NcoI之间重组插入所述基因(OsGPA7)得到的重组质粒。所述重组质粒具体可为pCAMBIA1305.1-OsGPA7；所述pCAMBIA1305.1-OsGPA7是将由OsGPA7基因组编码序列连同上游2282bp的启动子区和下游600bp的片段通过重组技术插入到pCAMBIA1305.1多克隆位点EcoRI和NcoI之间得到的(Clontech公司，Infusion重组试剂盒)。将含有OsGPA7的pCAMBIA1305.1命名为pCAMBIA1305.1-OsGPA7。含有以上任一所述基因(OsGPA7)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。本专利技术还提供一种培育谷蛋白分选正常的转基因植物的方法。本专利技术提供的培育谷蛋白分选正常的转基因植物的方法，是将所述基因导入谷蛋白分选异常的植物中，得到谷蛋白分选正常的转基因植物；所述谷蛋白分选异常植物为胚乳中谷蛋白前体剧增并伴随成熟谷蛋白含量降低的植物；所述谷蛋白分选正常的转基因植物为谷蛋白前体能被正常加工成为成熟谷蛋白的转基因植物。具体来说，所述基因通过所述重组表达载体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种谷蛋白分选相关蛋白，其特征在于选自如(a)或(b)所示的任一种：/n(a)由SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；/n(b)将SEQ ID NO.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/或添加且仍具有谷蛋白分选相关的由SEQ ID NO.1衍生的蛋白质。/n

【技术特征摘要】
1.一种谷蛋白分选相关蛋白，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/或添加且仍具有谷蛋白分选相关的由SEQIDNO.1衍生的蛋白质。


2.如权利要求1所述的谷蛋白分选相关蛋白，其特征在于其末端增加有标签序列，优选为Poly-Arg、Poly-His、FLAG、Strep-tagII、或c-myc。


3.编码权利要求1或2所述谷蛋白分选相关蛋白的基因。


4.根据权利要求3所述的基因，其特征在于：所述基因是如下1)至4)任一所示的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，且编码谷蛋白分选相关蛋白的DNA分子。


5.含有权利要求3或4所述基因的重组表达载体、表达盒、转基因细胞系或重组菌。


6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：万建民，潘天，任玉龙，王永飞，王益华，江玲，董慧，刘世家，刘喜，田云录，陈亮明，
申请(专利权)人：南京农业大学，中国农业科学院作物科学研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32