蛋白质ZmAAP6在调控玉米胚乳蛋白质和淀粉含量中的应用制造技术

蛋白质ZmAAP6在调控玉米胚乳蛋白质和淀粉含量中的应用。蛋白质ZmAAP6的氨基酸序列如SEQ ID NO:1所示。实验证明，在玉米中过表达ZmAAP6基因，得到的转基因玉米；该转基因玉米的胚乳中蛋白质含量增加和淀粉含量降低。在玉米中抑制ZmAAP6基因，得到敲除ZmAAP6基因水稻，即ZmAAP6突变株；该ZmAAP6突变株的胚乳中蛋白质含量降低和淀粉含量增加。因此，蛋白质ZmAAP6可以调控玉米胚乳中蛋白质含量和淀粉含量。本发明专利技术具有重要的应用价值。本发明专利技术具有重要的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
蛋白质ZmAAP6在调控玉米胚乳蛋白质和淀粉含量中的应用


[0001]本专利技术属于生物
，具体涉及蛋白质ZmAAP6在调控玉米胚乳蛋白质和淀粉含量中的应用。

技术介绍

[0002]玉米(Zea mays L.)是我国第一大粮食作物以及饲料作物，随着中国经济的发展和人口的不断增加、生活水平的逐步提高，对玉米的需求也呈现刚性增长。玉米籽粒富含丰富的淀粉、蛋白质和油脂等营养物质，其中蛋白质约占玉米籽粒的8
‑
10％；蛋白质分为白蛋白、球蛋白、醇溶蛋白、谷蛋白四种，其中胚中的球蛋白约占10
‑
20％，剩下的80
‑
90％则存在于胚乳中。醇溶蛋白是种子中含量最多的贮藏蛋白，占胚乳蛋白的60
‑
70％，分为α、β、γ和δ
‑
醇溶蛋白四种，存在于蛋白体中，其余的蛋白统称为非醇溶蛋白。玉米醇溶蛋白对人类和动物的营养需求有深远影响。改良谷物蛋白含量也成为了玉米籽粒品质遗传改良最受关注的育种目标。
[0003]淀粉作为玉米籽粒最主要的组成部分，不仅为人类和动物提供重要的能量来源，还为各种工业生产加工提供原料。在过去的几十年里，对于影响籽粒淀粉合成和积累已经有了一些研究，但是直接参与调控玉米籽粒淀粉积累的基因很少被鉴定出来，因此，淀粉合成或积累相关基因的克隆对于解析玉米籽粒淀粉合成机理提供了遗传基础，并为通过分子育种改良玉米籽粒淀粉含量提供理论指导。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是增加玉米胚乳中蛋白质含量。
[0005]本专利技术首先保护蛋白质ZmAAP6的应用，可为如下A1)
‑
A4)中的至少一种：
[0006]A1)增加玉米胚乳中蛋白质含量；
[0007]A2)降低玉米胚乳中淀粉含量；
[0008]A3)培育胚乳中蛋白质含量增加的转基因玉米；
[0009]A4)培育胚乳中淀粉含量降低的转基因玉米。
[0010]上述任一所述蛋白质ZmAAP6，为如下b1)或b2)或b3)或b4)：
[0011]b1)氨基酸序列是SEQ ID NO:1所示的蛋白质；
[0012]b2)在SEQ ID NO:1所示的蛋白质的N端或/和C端连接标签得到的融合蛋白质；
[0013]b3)将b1)或b2)所示的蛋白质经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的、来源于玉米且与玉米胚乳中蛋白质含量和/或淀粉含量相关的蛋白质；
[0014]b4)与SEQ ID NO：1限定的氨基酸序列具有80％或80％以上同源性，来源于玉米且与玉米胚乳中蛋白质含量和/或淀粉含量相关的蛋白质。
[0015]其中，SEQ ID NO：1由461个氨基酸残基组成。
[0016]为了使b1)中的蛋白质便于纯化，可在SEQ ID NO：1所示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。
[0017]表1.标签的序列
[0018]标签残基序列Poly
‑
Arg5
‑
6(通常为5个)RRRRRFLAG8DYKDDDDKStrep
‑
tag II8WSHPQFEKc
‑
myc10EQKLISEEDL
[0019]上述b3)中的蛋白质，所述一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加为不超过10个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加。
[0020]上述b3)中的蛋白质可人工合成，也可先合成其编码基因，再进行生物表达得到。
[0021]上述b3)中的蛋白质的编码基因可通过将SEQ ID NO：3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。
[0022]本专利技术还保护编码所述蛋白质ZmAAP6的核酸分子应用，可为如下A1)
‑
A4)中的至少一种：
[0023]A1)增加玉米胚乳中蛋白质含量；
[0024]A2)降低玉米胚乳中淀粉含量；
[0025]A3)培育胚乳中蛋白质含量增加的转基因玉米；
[0026]A4)培育胚乳中淀粉含量降低的转基因玉米。
[0027]上述应用中，所述核酸分子可为c1)或c2)或c3)或c4)或c5)所示的DNA分子：
[0028]c1)编码区为SEQ ID NO：3所示的DNA分子；
[0029]c2)核苷酸序列为SEQ ID NO：3所示的DNA分子；
[0030]c3)核苷酸序列为SEQ ID NO：2所示的DNA分子；
[0031]c4)与c1)或c2)或c3)限定的核苷酸序列具有75％或75％以上同源性，来源于玉米且编码所述蛋白质ZmAAP6的DNA分子；
[0032]c5)在严格条件下与c1)或c2)或c3)限定的核苷酸序列杂交，来源于玉米且编码所述蛋白质ZmAAP6的DNA分子。
[0033]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。
[0034]其中，SEQ ID NO:2由6130个核苷酸组成，SEQ ID NO:3由1386个核苷酸组成。SEQ ID NO:3或SEQ ID NO:2的核苷酸编码SEQ ID NO:1所示的氨基酸序列。
[0035]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所述蛋白质ZmAAP6的核苷酸序列进行突变。那些经过人工修饰的，具有与本专利技术的所述蛋白质ZmAAP6的核苷酸序列75％或者更高同一性的核苷酸，只要编码所述蛋白质ZmAAP6，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。
[0036]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SEQ ID NO:1所示的氨基酸序列组成的蛋白质ZmAAP6的核苷酸序列具有75％或更高，或80％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。
[0037]上述任一所述的应用中，所述蛋白质含量增加可表现为蛋白体面积增加。所述淀粉含量降低可表现为淀粉粒面积减少。所述蛋白质含量可为总蛋白含量或醇溶蛋白含量。
[0038]本专利技术还保护一种培育转基因玉米甲的方法，包括如下步骤：提高受体玉米中上述任一所述蛋白质ZmAAP6的表达量和/或活性，得到转基因玉米甲；与受体玉米相比，转基因玉米甲胚乳中蛋白质含量增加和/或淀粉含量降低。
[0039]上述方法中，所述“提高受体玉米中上述任一所述蛋白质ZmAAP6的表达量和/或活性”可通过转基因、多拷贝本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.蛋白质ZmAAP6的应用，为如下A1)
‑
A4)中的至少一种：A1)增加玉米胚乳中蛋白质含量；A2)降低玉米胚乳中淀粉含量；A3)培育胚乳中蛋白质含量增加的转基因玉米；A4)培育胚乳中淀粉含量降低的转基因玉米；所述蛋白质ZmAAP6，为如下b1)或b2)或b3)或b4)：b1)氨基酸序列是SEQ ID NO:1所示的蛋白质；b2)在SEQ ID NO:1所示的蛋白质的N端或/和C端连接标签得到的融合蛋白质；b3)将b1)或b2)所示的蛋白质经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的、来源于玉米且与玉米胚乳中蛋白质含量和/或淀粉含量相关的蛋白质；b4)与SEQ ID NO:1限定的氨基酸序列具有80％或80％以上同源性，来源于玉米且与玉米胚乳中蛋白质含量和/或淀粉含量相关的蛋白质。2.编码权利要求1中所述蛋白质ZmAAP6的核酸分子应用，为如下A1)
‑
A4)中的至少一种：A1)增加玉米胚乳中蛋白质含量；A2)降低玉米胚乳中淀粉含量；A3)培育胚乳中蛋白质含量增加的转基因玉米；A4)培育胚乳中淀粉含量降低的转基因玉米。3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于：所述核酸分子为c1)或c2)或c3)或c4)或c5)所示的DNA分子：c1)编码区为SEQ ID NO:3所示的DNA分子；c2)核苷酸序列为SEQ ID NO:3所示的DNA分子；c3)核苷酸序列为SEQ ID NO:2所示的DNA分子；c4)与c1)或c2)或c3)限定的核苷酸序列具有75％或75％以上同源性，来源于玉米且编码权利要求1中所述蛋白质ZmAAP6的DNA分子；c5)在严格条件下与c1)或c2)或c3...

【专利技术属性】
技术研发人员：金危危，王天依，李云飞，黄伟，王喜庆，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：