水稻株高相关蛋白及其编码基因与应用制造技术

本发明专利技术公开了水稻株高相关蛋白及其编码基因与应用。该蛋白是如下ａ）或ｂ）的蛋白：ａ）由序列表中序列２所示的氨基酸序列组成的蛋白质；ｂ）在序列表中序列２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且与水稻株高相关的由ａ）衍生的蛋白质。该蛋白的编码基因具体可是如下１）或２）或３）的基因：１）其核苷酸序列是序列表中序列１所示的ＤＮＡ分子；２）在严格条件下可与序列表中序列１限定的ＤＮＡ序列杂交且编码上述与株高相关蛋白的ＤＮＡ分子；３）与１）的基因具有９０％以上的同源性，且编码上述与株高相关蛋白的ＤＮＡ分子。本发明专利技术的水稻株高相关蛋白及其编码基因，在分子育种工作中具有重要的应用价值。

Rice plant height related protein, coding gene and application thereof

The present invention discloses rice plant height related protein, coding gene and application thereof. The protein is as follows: a) or b) protein: a) amino acid sequence by the sequence 2 in the sequence table shown in protein; b) amino acid sequence in the sequence 2 in the sequence table shown after replacing and / or deletion and / or addition of one or several amino acids and rice plant height the protein derived from a). The gene encoding the protein specific but are as follows: 1) or 2) or 3) gene: 1) the nucleotide sequence of DNA molecule is shown in sequence 1 in the sequence table; 2) under strict conditions and sequence 1 in the sequence table defined DNA sequence and encoding the hybrid and plant height related protein DNA sub divided; 3) and 1) gene had more than 90% homology, and encoding DNA molecules of the protein and plant height. The rice plant height related protein and the coding gene thereof have important application value in molecular breeding work.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水稻株高相关蛋白及其编码基因与应用。
技术介绍
细胞壁是一个主要由纤维素、半纤维素、木质素、果胶和蛋白质构成的复合体(Delmer， 1999)，细胞壁决定细胞的大小和形状，并且为细胞提供机械支持力和弹 性，使细胞免受病原菌的侵害。研究表明，纤维素合酶(Cellulose synthase, Ces)是 负责细胞壁中纤维素合成的一大类糖基转移酶。第一个被克隆的植物纤维素合酶是棉 花的CesA (Cellulose synthase A) (pear， 1996)，已有研究证明，CesA在植物体 内以基因家族形式存在，多个CesA基因在纤维素合成过程中共同起作用。蛋白结构分 析表明，纤维素合酶CesA的N末端的一段氨基酸可形成一个类似于锌指或LIM转录因 子构象的特殊结构域，此种结构域具有保守序列CxxC(半胱氨酸氨-xx-半胱氨酸氨)， 推测可能与蛋白间的相互作用有关(Delmer"W., 1999)。除上述已被鉴定的CesA 基因家族外，植物体内还存在一大类基因家族，它们编码的氨基酸序列与CesA蛋白的 序列同源性在70% 85%之间，但不含植物的CeW基因所特有的序列，而含有D、 D、 D、 QXXRW的保守基序，属于第二糖苷转移酶家族(glycosyltransferasefamily 2， GT family 2)，被命名为纤维素合酶类似蛋白(cellulose synthase like protein, CSL) (Saxena and Brown, 2000; Hazen et al. ， 2002)，结构分析表明，这类蛋 白都具有完整的膜蛋白的结构特征，在C端有3—6个跨膜结构域，N端有l—2个跨膜结 构域。目前，这些C5Z基因的功能还不十分清楚，推测它们可能与细胞壁中其他多聚 糖的合成有关。根据基因序列的不同，C5Z可分为8个家族，分别为"W、 CW仏CWC、 &7从CsM、 Cs7尸CWCCWvy家族。生物信息学分析表明，拟南芥中C义丄5、 C、 Z 、 f、 61这6个家族分别含有9、 6、 5、 6、 l和3个成员，共有30个基因(Richmond and Somerville， 2000);而水稻中的C5Z基因则至少有37个成员组成，与拟南芥相比， 不存在6W5和6WC家族，但是含有草本植物中特有的"^Sl"M家族(Hazen ef a丄， 2002)。目前尚不能从特定糖苷转移酶的氨基酸序列来推断其多糖产物的糖基组成及糖 苷键类型。纤维素合酶的体外功能研究尚属空白。最近纤维素合酶类似蛋白的功能研 究有了报导。在双子叶植物拟南芥中，并不存在B-D-葡聚糖，而水稻中则存在该类多 糖，Burton等将水稻特有的as尸基因转到拟南芥中进行表达，结果在转基因拟南芥中检测到了J3-D-葡聚糖，证明了水稻的67W基因参与fi-葡聚糖的合成(Burton ef a7.， 2006) 。 Lipmen把4个来自拟南芥和水稻的&Z4基因"z^sZ47、 JtCsZ4么Xz^s"巧口 ^&W7)在昆虫S2细胞中表达，体外分析表明这些重组蛋白能够产生B-多聚甘露糖， 表明它们具有甘露糖合成酶的功能，(Li印man W a丄，2005， Keegstra and Walton， 2006)。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种水稻株高相关蛋白及其编码基因与应用。 本专利技术的所提供的水稻株高相关蛋白，命名为ND1，来源于水稻，NDl是如下a) 或b)的蛋白a) 由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；b) 在序列表中序列2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 个氨基酸且与株高相关的由a)衍生的蛋白质。其中，序列表中序列2由1211个氨基酸残基组成。为了使a)中的NDl便于纯化，可在由序列表中序列2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l所示的标签。表l.标签的序列标签残基序列Poly-Arg5-6 (通常为5个)RRRRRPoly隱His2-10 (通常为6个)HHHHHHFLAG8DYKDDDDKStrep-tag II8WSHPQFEKc-myc10EQKLISEEDL上述b)中的NDl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NDl的编码基因可通过将序列表中序列1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。编码所述ND1的基因也属于本专利技术的保护范围。ND1基因具体可为如1)或2)或3)的基因1) 其核苷酸序列是序列表中序列1所示的DNA分子；2) 在严格条件下可与序列表中序列1限定的DNA序列杂交且编码上述与株高相关 蛋白的DNA分子；3) 与l)的基因具有90%以上的同源性，且编码上述与株高相关蛋白的DNA分子。所述步骤3)中的基因，与l)的基因最好有95%以上的同源性。 序列表中的序列1由3636个碱基组成，编码具有序列表中序列2的氨基酸残基序列的蛋白质，自5'末端第l-3位为起始密码子。序列比较表明，该基因编码纤维素合酶类似蛋白，属&7"家族，与已知的&CWvW、 Os6^Z 么ftsCW"J序列不同。 上述严格条件可为在6XSSC， 0. 5%SDS， 5XDenhardt， s液，100ug/ml鲑鱼精DNA的溶液中，在65°C下杂交，然后用2XSSC， 0. 1% SDS和1 XSSC， 0. 1% SDS各洗膜一次。扩增上述ND1基因全长或任一片段的引物对也属于本专利技术的保护范围。 含有上述ND1编码基因的重组载体、转基因细胞系和重组菌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ND1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，如pCAMBIA3301、pCAMBIA1300、 pBI121、 pBinl9、 pCAMBIA2301、 pCAMBIA1301-UbiN或其它衍生植物表达载体。携带有本 专利技术的NDl基因的植物表达载体可通过Ti质粒、Ri质粒、植物病毒载体、直接DNA 转化、显微注射、电导、农杆菌介导等常规生物学方法转化到植物细胞或组织中。被 转化的宿主植物可以是水稻。使用ND1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、组成型、组织特异型或诱导型启动子，如花椰菜花叶病毒(CAMV) 35S启动 子、泛生素基因Ubiquitin启动子(pUbi)等，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ND1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可产生颜色变化的酶或发光化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蛋白，是如下ａ）或ｂ）的蛋白：　ａ）由序列表中序列２所示的氨基酸序列组成的蛋白质；　ｂ）在序列表中序列２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且与水稻株高相关的由ａ）衍生的蛋白质。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：程祝宽，李明，崔家骏，唐丁，
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：11[中国|北京]