一种基因工程技术领域的CYP704B2基因及其编码蛋白的应用。本发明专利技术涉及一种编码如下蛋白质(a)或(b)的基因：(a)由SEQ?ID?NO：2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(b)在(a)中的氨基酸序列经过取代、缺失或添加一个或几个氨基酸且具有脂肪酸羟基化酶活性的由(a)衍生的蛋白质；本发明专利技术还涉及一种质粒，该质粒包含如SEQ?ID?NO：1所示的基因；本发明专利技术还涉及一种宿主细胞，该宿主细胞包含如SEQ?ID?NO：1所示的基因；本发明专利技术还涉及一种多肽，该多肽的氨基酸序列如SEQ?ID?NO：2所示。本发明专利技术的CYP704B2基因为花药特异性表达基因，该基因具有调控水稻花药表皮层和花粉外壁角质单体成份合成的功能，该基因功能的缺失会特异性导致水稻的雄性不育。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基因工程
的基因及其编码的蛋白，具体涉及一种具有 CYP704B2基因(细胞色素P450基因)的载体的应用。
技术介绍
水稻是我国最主要的粮食作物之一，我国有60%以上人口以稻米为主食，是世界上最大的稻米生产国和消费国。我国水稻年播种面积3000万公顷，占世界的20% ；产量 1. 85亿吨，占世界的近1/3，单位面积产量6. 35吨/公顷，比全球平均产量3. 85吨/公顷高 65%。水稻在我国谷物产量中始终保持在总量的40%左右，占据了近半壁江山，其中一个重要的原因就是水稻雄性不育系的专利技术与杂种优势的广泛应用发挥了举足轻重的作用。生物界不同遗传背景的亲本配组所产生的Fl代都比其父母代具有更强的生长势和抗逆性，这就是杂种优势。作物杂种优势利用是提高作物产量的重要途径，杂交水稻的推广应用，为中国乃至世界的粮食增产做出了巨大贡献，而作物雄性不育系是有效利用杂种优势的前提和基础。利用水稻雄性不育系生产杂交种子，使水稻的杂种优势在生产上得以广泛应用才成为可能。因此，研究选育新型水稻雄性不育系并对其调控机理进行深入研究，是进一步发掘水稻优质和超高产品种必要前提和基础。水稻雄性器官花药的发育是一个复杂的过程，涉及到花药细胞的分裂分化，花粉母细胞的减数分裂和花粉的有丝分裂等发育过程，任何发育过程的异常都可影响花粉的正常发育。绒粘层是花药壁细胞中的最内层细胞，与花粉母细胞和小孢子直接接触，该层细胞是花药各层细胞中代谢最活跃和旺盛的一层细胞，能合成和分泌花粉成熟所需的一些营养物质及外壁组成成份。另一方面，在高等开花植物的雄性器官花药的发育过程中，可育花粉的形成和成熟绝大部分依赖于花药配子体壁细胞层如表皮层，内皮层，中层和绒粘层的物质代谢，营养供给及其抵御外界不利生长因子的保护作用。因此，花粉外壁的正常形成是可育花粉发育和成熟的决定性因素。现有的转基因工程技术是建立在对植物正常发育过程分子调控机制充分研究和认识的基础上加以应用的，因此，深入研究水稻雄蕊发育及小孢子成熟过程、分子调控机理及调控网络并加以应用是在生产上研发新型雄性不育株系的基础。阻碍绒毡层及小孢子外壁正常发育是水稻雄性不育株系生产的有效途径之一。但是目前对水稻绒毡层发育的分子调控网络，特别是花粉外壁组成成份及其分子调控机制和网络还不清楚。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种具有CYP704B2基因的载体的应用。本专利技术的CYP704B2基因为花药特异性表达基因，该基因具有调控水稻花药表皮层和花粉外壁角质单体成份合成的功能，该基因功能的缺失会特异性导致水稻的雄性不育。本专利技术是通过以下的技术方案实现的本专利技术涉及一种编码如下蛋白质(a)或(b)的基因(a)由SEQ ID NO 2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(b)在(a)中的氨基酸序列经过取代、缺失或添加一个或几个氨基酸且具有脂肪酸羟基化酶活性的由(a)衍生的蛋白质。所述基因的序列如SEQ ID NO 1所示。本专利技术还涉及一种质粒，该质粒包含如SEQ ID NO 1所示的基因。本专利技术还涉及一种宿主细胞，该宿主细胞包含如SEQ ID NO 1所示的基因。本专利技术还涉及一种多肽，该多肽的氨基酸序列如SEQ ID NO 2所示。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果本专利技术的CYP704B2基因为花药特异性表达基因，该基因具有调控水稻花药表皮层和花粉外壁角质单体成份合成的功能，该基因功能的缺失会特异性导致水稻的雄性不育；可利用敲除或抑制CYP704B2的特异性表达技术获得新的水稻雄性不育系，在农业生产上具有十分重要的应用。附图说明图1CYP704B2突变体植株的形态学观察示意图；图2CYP704B2突变体花药角质单体合成缺陷的示意图；图3CYP704B2座位定位示意图；图4CYP704B2基因组序列示意图；图5CYP704B2互补植株的形态学观察对比图；图6CYP704B2突变体和野生型9522花药组织切片示意图；图7CYP704B2体外表达蛋白催化C16和C18脂肪酸的ω羟基化的催化活性和效率的分析结果示意图。具体实施例方式下面结合具体实施例，进一步阐述本实施例。这些实施例仅用于说明本实施例而不用于限制本实施例的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，例如 Sambrook 等分子克隆实验室手册(New York Co Id Spring Harbor Laboratory Press, 1989)中所述的条件，或按照制造厂商所建议的条件。在实施例中，“分离的”、“纯化的，，DNA是指，该DNA或片段已从天然状态下位于其两侧的序列中分离出来，还指该DNA或片段已经与天然状态下伴随核酸的组分分开，而且已经与在细胞中伴随其的蛋白质分开。在实施例中，术语“调控水稻花粉外壁角质单体合成的蛋白(或多肽)编码序列” 指编码具有调控花粉外壁角质单体合成的单氧酶活性多肽的核苷酸序列，如SEQ ID NO 1 中第1 1635位核苷酸序列及其简并序列。该简并序列是指，位于SEQ ID NO :1序列的编码框第1 1635位核苷酸中，有一个或多个密码子被编码相同氨基酸的简并密码子所取代后而产生的序列。由于密码子的简并性，所以与SEQ ID NO :1中第1 1635位核苷酸序列同源性低至约70%的简并序列也能编码出SEQ ID NO :1所述的序列。该术语还包括能在中度严紧条件下，更佳的在高度严紧条件下与SEQ ID NO :1中从核苷酸第1 1635位的核苷酸序列杂交的核苷酸序列。该术语还包括与SEQ ID NO 1中从核苷酸第1 1930位的核苷酸序列的同源性至少70 %，较佳地至少80 %，更佳地至少90 %，最佳地至少95 %的核苷酸序列。该术语还包括能编码具有与天然的调控水稻花粉外壁角质单体合成的相同功能的蛋白的SEQ ID NO :2中开放阅读框序列的变异形式。这些变异形式包括(但并不限于) 若干个(通常为1 90个，较佳地1 60个，更佳地1 20个，最佳地1-10个)核苷酸的缺失、插入和/或取代，以及在5’和/或3’端添加数个(通常为60个以内，较佳地为30 个以内，更佳地为10个以内，最佳地为5个以内)核苷酸。在实施例中，术语“调控水稻花粉外壁角质单体合成蛋白，，指具有调控水稻花粉外壁角质单体合成蛋白活性的SEQ ID NO :2序列的多肽。该术语还包括具有与天然调控水稻花粉外壁角质单体合成的脂肪酸羟化酶SEQ ID NO :1序列的变异形式。这些变异形式包括(但并不限于)若干个(通常为1-50个，较佳地1-30个，更佳地1-20个，最佳地1-10 个)氨基酸的缺失、插入和/或取代，以及在C末端和/或N末端添加一个或数个(通常为 20个以内，较佳地为10个以内，更佳地为5个以内)氨基酸。例如，在本领域中，用性能相近或相似的氨基酸进行取代时，通常不会改变蛋白质的功能。又比如，在C末端和/或N末端添加一个或数个氨基酸通常也不会改变蛋白质的功能。该术语还包括调控水稻温光敏核不育蛋白的活性片段和活性衍生物。实施例的调控水稻花粉外壁角质单体合成蛋白的变异形式包括同源序列、保守性变异体、等位变异体、天然突变体、诱导突变体、在高或低的严紧条件下能与水稻花粉外本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种具有ＣＹＰ７０４Ｂ２基因的载体的应用，该载体为蛋白质、质粒、宿主细胞或多肽，其中：所述蛋白质为：（ａ）由ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：２所示的氨基酸序列组成的蛋白质；（ｂ）在（ａ）中的氨基酸序列经过取代、缺失或添加一个或几个氨基酸且具有脂肪酸羟基化酶活性的由（ａ）衍生的蛋白质；所述质粒或宿主细胞包含如ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：１所示的基因；所述多肽的氨基酸序列如ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：２所示；其特征在于，所述应用是指：用于调控水稻花药表皮层和花粉外壁角质单体成份合成并由该基因功能的缺失特异性导致水稻的雄性不育。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张大兵，李晖，梁婉琪，袁政，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31
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