本发明专利技术公开了一个植物谷蛋白转运储藏相关蛋白OsVps9a及其编码基因与应用。本发明专利技术提供的蛋白质，是如下(a)或(b)的蛋白质：(a)由SEQ?ID?NO.1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(b)将SEQ?ID?NO.1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/或添加且与植物谷蛋白转运储藏相关的由SEQ?ID?NO.1衍生的蛋白质。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，可以培育成熟谷蛋白含量正常的植物。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】
本专利技术属于基因工程领域，涉及一个植物谷蛋白转运储藏相关蛋白0sVps9a及其编码基因与应用。
技术介绍
高等植物在生殖时期向种子中积累大量的储藏性物质，植物种子因而成为了人类主要的食物来源。水稻(Oryza sativa L.)是世界上最重要的粮食作物之一，全球超过50% 人口以稻米为主要口粮。稻米中含有大量的储藏蛋白，它是稻米中仅次于淀粉的第二大物质。因此，深入研究储藏蛋白，对于改良稻米的食味品质和营养品质都具有重要意义。水稻种子中的储藏蛋白约占籽粒干重的8-10%，其中谷蛋白占60-80%，醇溶蛋白占18-20 %。其中谷蛋白可以被人体吸收，醇溶蛋白因储存在致密的蛋白包涵体中而不能被消化。谷蛋白在稻米胚乳的内质网合成后，需经过一系列复杂调控的囊泡运输过程，最终运送并沉积到蛋白质储藏型液泡中，形成二型蛋白体。谷蛋白运输过程中如出现错误，谷蛋白就无法被位于蛋白质储藏型液泡中的液泡加工酶酶切为成熟的谷蛋白，因此，谷蛋白运输相关基因的缺失会导致谷蛋白前体的大量积累以及二型蛋白体体积的缩小，进而影响稻米中可被吸收的成熟谷蛋白的积累和分布。Rab蛋白家族在真核生物中对囊泡运输起着重要的调节作用。拟南芥中的 Rab5GTPase定位于前液泡膜上，调控了从高尔基体到液泡的囊泡运输过程。为了正确地实现其多样的功能，必须对Rab GTPases进行严格的时空调控。Rab蛋白被鸟核苷酸交换因子(guanine nucleotide exchange factor, GEF)所激活，所有的 Rab5 的 GEF 均具有一个高度保守的VPS9催化结构域。在拟南芥中，AtVPS9a能够激活结构上差异较大的两种类型的Rab5蛋白，在植物的生长发育中具有重要的功能。但水稻中，含有VPS9结构域的蛋白的功能还没有被研究。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一个植物谷蛋白转运储藏相关蛋白及其编码基因与应用。本专利技术提供的谷蛋白转运储藏相关蛋白(0sVps9a),来源于稻属水稻(Oryza sativa var.日本晴)，是如下(a)或(b)的蛋白质(a)由SEQ ID NO. I所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(b)将SEQ ID NO. I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/或添加且与植物谷蛋白转运储藏相关的由SEQ ID NO. I衍生的蛋白质。SEQ ID NO. I由480个氨基酸残基组成，自氨基末端第144至264位为VPS9结构域。为了使(a)中的0sVPS9a便于纯化，可在由SEQ ID NO. I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I所示的标签。表I标签的序列标签残基序列Poly-His2-10(通常为6个)HHHHHHFLAG8DYKDDDDK上述(b)中的0sVps9a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0sVps9a的编码基因可通过将SEQ ID NO. 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I所示的标签的编码序列得到。编码上述植物谷蛋白运输储藏相关蛋白的基因0sVps9a也属于本专利技术的保护范围。所述基因可为如下I)或2)或3)或4)的DNA分子I) SEQ ID NO. 2 所示的 DNA 分子；2) SEQ ID NO. 3 所示的 DNA 分子；3)在严格条件下与I)或2)限定的DNA序列杂交且编码所述蛋白的DNA分子；4)与I)或2)或3)限定的DNA序列具有90%以上同源性，且编码植物谷蛋白转运储减相关蛋白的DNA分子。所述严格条件可为在O. I X SSPE (或O. I X SSC), O. 1% SDS的溶液中，在65°C下杂交并洗膜。SEQ ID NO. 2由1443个核苷酸组成，为基因0sVps9a的CDS。含有以上任一所述基因的重组表达载体。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、 绿色荧光蛋白基因等)、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(如抗除草剂基因)等。所述重组表达载体优选为在pCAMBIA1305载体的酶切位点SmaI之间插入所述基因0sVps9a得到的重组质粒，命名为pCAMBIA1305-0sVps9a。含有以上任一所述基因(0sVps9a)的表达盒、转基因细胞系及重组菌。扩增所述基因(0sVps9a)全长或任一片段的引物对也属于本专利技术的保护范围。一种培育成熟谷蛋白含量增加的植物的方法。本专利技术提供的培育成熟谷蛋白含量增加的植物的方法，是将所述基因导入成熟谷蛋白含量降低的植物中，得到成熟谷蛋白含量正常的转基因植物；所述谷蛋白含量降低植物为籽粒中成熟谷蛋白含量显著低于正常型的植物；所述谷蛋白含量正常的转基因植物为籽粒中成熟谷蛋白的含量与正常型相当的转基因植物。具体来说，所述基因通过所述重组表达载体导入成熟谷蛋白含量降低的植物中；所述成熟谷蛋白含量降低的植物可为 T5390。所述蛋白、所述基因、所述重组表达载体、表达盒、转基因细胞系或重组菌或所述方法均可应用于水稻育种。利用任何一种可以引导外源基因在植物中表达的载体，将编码所述蛋白的基因导入植物细胞，可获转基因细胞系及转基因植株。携带有所述基因的表达载体可通过使用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植物细胞或组织，并将转化的植物组织培育成植株。被转化的植物宿主既可以是单子叶植物，也可以是双子叶植物，如烟草、百脉根、拟南芥、水稻、小麦、玉米、黄瓜、番茄、 杨树、草坪草、苜宿等。有益效果本专利技术首次发现、定位并克隆得到一个新的植物谷蛋白运输储藏相关蛋白的基因 0sVps9a。本专利技术的植物谷蛋白转运储藏相关蛋白影响植物的囊泡运输过程。抑制该蛋白编码基因的表达可导致植物种子中谷蛋白的囊泡运输过程的障碍，并本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：万建民，刘峰，王益华，鲍依群，任玉龙，江玲，
申请(专利权)人：南京农业大学，
类型：发明
国别省市：
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