本发明专利技术涉及基因工程领域，具体地，本发明专利技术涉及一种调控植物花药开裂相关蛋白TaAOC及其基因和应用。本发明专利技术提供了一种调控植物花药开裂相关蛋白TaAOC，其氨基酸序列如SEQ?ID?NO.1所示，且本发明专利技术还提供了编码上述调控植物花药开裂相关蛋白的基因，其核苷酸序列如SEQ?ID?NO.2或SEQ?ID?NO.3所示，以及包含该基因的重组载体及其应用。本发明专利技术的基因与植物育性相关，能提高植物花药开裂率和结实率，对于提高粮食产量及二系杂交小麦理论的发展具有十分重要的理论和实际意义。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及基因工程领域，具体地，本专利技术涉及一种调控植物花药开裂相关蛋白 TaAOC及其基因和应用。
技术介绍
现代农业生产中，人们广泛利用杂种优势来改良品种。杂种优势是指两个遗传组成不同的亲本杂交产生的杂种一代在生活力、生长势、繁殖力、抗逆性、产量和品质上比其双亲优势的现象。杂种优势利用被认为是今后小麦生产水平大幅度提高的主要途径。雄性不育是植物界一种普遍存在的现象。雄性不育(male sterility)是指植物因不能产生有功能的花粉囊、花粉或者雄配子而导致的不育。其主要特征是雄蕊发育异常， 包括两种情况1.不能产生正常的花粉、雄配子；2.花粉育性正常但花药开裂异常不能及时散粉。雄性不育植株的雌蕊通常发育正常，能接受正常花粉而受精结实。茉莉酮酸酯类(Jasmonates，JA)做为植物应答外界生物或非生物胁迫以及调控植物生长发育过程的一种重要的植物激素，在植物体内广泛存在。MeJA做为茉莉酮酸酯类的甲基酯类化合物与1962年首次从素馨的精油中被分离出来(Demole et al.，1962)。然而20年后人们才真正发现了 MeJA和它的自由酸类化合物茉莉酸(JA)的生理效应。自 JA等化合物的芳香激发效应及其做为生长调控因子分别与1980和1981年得到描述、鉴定及分离后(Ueda，KatO，1980 ；Dathe et al.，1981)，筛选抑制根生长发育的突变体成为与JA 信号有关研究的主要内容。Vick和Zimmermarm于1984年阐明了 JA的代谢合成途径。植物体内存在六种调控酶参与JA代谢途径。六大调控基因共同维系JA代谢途径的畅通，其中任何一个基因的表达出现异常均会影响JA或MeJA的最终生成，而植物体内适当的内源 JA或MeJA水平是均衡整个植物生长发育过程以及帮助植物应激外界刺激的必要保证。丙二烯氧化物环化酶(AOC)特异性催化丙二烯氧化物转化成0PDA，是一种可溶性蛋白酶，分子量为 45000 (Hamberg M.，1988)。Simpson TD 和 Gardner HW 发现 AOC 酶活性在正在发育的大豆种子种皮内活性最高，说明种子在发育过程中同化吸收JA主要依靠种皮完成(Simpson TD和Gardner HW, 1995) 1997年Ziegler J等从干燥的玉米种子中纯化出AOC酶，并发现该酶活性不受二价离子影响并且不受其产物反馈调控，该酶专一催化酶促环化反应将4，5-环氧树脂-1，3，7-辛三烯结构插入脂肪酸链，使双键生成于3号碳原子位置并在6、7号碳原子位置形成环氧化物。随后通过PCR获得从番茄中获得了 AOC基因的全长cDNA序列，但该序列编码区所表达的蛋白并不具有AOC酶活性，而截取5’端的蛋白却显示出AOC酶活性，这表明编码区翻译出了额外的氨基酸以至于破坏了该酶的正常功能，最后还发现当番茄叶片受到外部机械损伤时AOC基因mRNA水平会被诱导上升(Ziegler J 等，1997 ;Ziegler J 等，1999 ;Ziegler J 等，2000)。2000 年 Hause B 等探索了 AOC 酶在番茄各个组织中的含量和酶活，发现AOC mRNA在茎、幼嫩叶片、幼嫩的花中含量较低，而在花芽、花柄和根含量较高(Hause B，2000)。YamadaA等在红树中表达转导的番茄AOC基因能提高红树在盐胁迫环境下的抗性(YamadaA，200 。Stenzel I等发现AOC活性受系统素和JA正向诱导并使JA的水平提高，随后他们在生态型哥伦比亚拟南芥中分离了四个AOC家族基因的全长cDNA，发现都具有AOC酶活性，并且受到外界机械损伤和外源JA两种处理的正向调控(Stenzel I等，2003)。Maucher H等在大麦中扩增出长717bp的AOC cDNA，对应的氨基残基携带一个推测的线粒体定位信号序列，该基因定位于染色体MKMaucher H等， 2004)。Kong F等通过免疫杂交技术分析了 JA代谢途径中三个调控酶L0X、A0S、A0C在牵牛中的水平发现AOC蛋白被活化开始于外源theobroxide处理30min内并伴随着JA水平的升高(Kong F等，2005)。2006年Hofmarm E等描述了拟南芥中A0C2酶蛋白的晶体结构并阐明了 AOC催化12，13-E0T生成OPDA的酶促反应动力学原理(Hofmann E等，2006)。2008 年Jiang K等从天仙子中克隆到了天仙子AOC(HnAOC)，并通过RT-PCR分析该基因的表达水平在不同的胁迫环境和外界诱导物的情况下受诱导，其中以MeJA的诱导最为显著(Jiang K等，2008)。Pi Y等从喜树中克隆到CaAOC基因，实时定量PCR分析该基因在盐和低温胁迫下的表达水平受诱导；利用农杆菌将CaAOC转染烟草，所得的转基因植株在低温条件比野生型抗性更强(Pi Y等，2009)。前人的研究表明AOC基因在JA途径中催化下游关键的一步将12，13-E0T环化生成0PDA，而OPDA是生成JA的唯一前体，AOC的重要性不言而喻。AOC基因在旱、盐、冷胁迫及机械损伤等外界刺激下的表达水平受到诱导，说明该基因通过JA途径间接参与到了植物各种对环境的应激反应当中，是维持植物正常的生理活动必不可少的。但是，目前还未有小麦中AOC的相关报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种调控植物花药开裂相关蛋白TaAOC。本专利技术的另一目的是提供编码上述调控植物花药开裂相关蛋白的基因。本专利技术的另一目的是提供包含上述基因的重组载体。本专利技术的另一目的是提供上述调控植物花药开裂相关蛋白TaAOC在调控植物育性方面的应用。本专利技术的另一目的是提供一种调控植物花药开裂的方法。本专利技术提供了一种调控植物花药开裂相关蛋白TaAOC，来源于杂交小麦品种京麦 7号(京审麦2009003)，其氨基酸序列如SEQ ID NO. 1所示MAAPPSSVSV RAGASVSAKL TPRQAARAGF GGRVSVSSGR KCGGPVRASLFSPKPAVAMD60ARPTKVQELH VYELNERDRE SPAYLRLSAK QSQNALGDLV PFTNKVYNGSLDKRIGITAG 120ICILIQHVPE RNGDRYEAIY SIYFGDYGHI AVQGPYLTYE ESYLAVTGGSGVFEGAYGQV180KLNQIVFPFK IFYTFYLKGI PDLPKELLCA APVPP SPTVE PTPAAKATEPHACLSNFID239本专利技术的蛋白由239个氨基酸残基组成，具有1个酰胺化作用位点、1个N-糖基化作用位点、一个CK2磷酸化位点、4个N-豆蔻酰化作用位点、7个蛋白激酶C磷酸化位点、2个酪氨酸激酶磷酸化位点、一个网格蛋白螺旋重复基序及一个丙二烯氧化物环化酶(allene oxide cyclase, A0C)保守域。为了使蛋白TaAOC便于纯化，可在由SEQ ID NO. 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)HHHHHHFL本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张立平，刘泽涛，马骅，向群，赵昌平，单福华，张风廷，唐益苗，
申请(专利权)人：北京市农林科学院，
类型：发明
国别省市：
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