本发明专利技术公开了一种水稻叶绿体发育相关蛋白及其编码基因与应用。本发明专利技术提供的蛋白质，名称为YLM(Yellow?Leaf?Mutant)，来源于水稻(Oryza?sativa），是如下（a）或（b）：（a）由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；（b）将序列表中序列2所示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/或添加且与植物叶绿体发育相关的由序列2衍生的蛋白质。本发明专利技术的实验证明，本发明专利技术克隆得到YLM基因，缺失该基因的植株叶片黄化，证明YLM基因在叶绿体发育中发挥重要作用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及植物基因工程领域，尤其涉及一种水稻叶绿体发育相关蛋白及其编码基因与应用。
技术介绍
叶绿体是植物细胞各种代谢和调控活动的中心，它是半自主细胞器，具有自身的基因组。高等植物叶绿体不仅仅是光合作用的场所，同时也是许多代谢产物合成以及储存的重要场所。具有光合活性的叶绿体是茎端分生组织的前质体发育来的。这个发育过程是在特定器官中进行的，依赖于光，受质体和核基因组编码的众多基因控制。随着类囊体的不断完善，叶绿体逐渐发育成熟。叶绿体中有大约3000种蛋白，他们在前质体到成熟叶绿体的发育过程，植物发育阶段调控以及对植物对环境胁迫做出响应等方面扮演重要角色。这些蛋白广泛参与叶绿体DNA合成，叶绿体转录翻译元件的形成，光合作用各个元件的合成组装等。研究表明，这些蛋白并不是在合成之后便一直存在，而是在工作一定时间后被降解。参与这些蛋白降解的蛋白酶有基质丝氨酸Clp蛋白酶,结合在类囊体上的FtsH金属蛋白酶，丝氨酸DegP蛋白酶，类囊体结合t SppA和EGYl蛋白酶等。蛋白酶对底物的降解是有选择性的，对底物的识别是由降解元件及分子伴侣活性共同实现的。在这些蛋白酶中，ATP依赖的Clp肽酶研究最多。这类酶包含一个催化中心以及一个HSP100辅助因子。在依赖能量的方式下，HsplOO选择并转运错误折叠的蛋白底物到催化中心进行降解。研究发现，双子叶植物叶绿体Clp蛋白酶调控叶绿体生物发生以及植物发育。但单子叶植物中Clp蛋白酶的基因及功能还不清楚。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种水稻叶绿体发育相关蛋白及其编码基因。本专利技术提供的水稻叶绿体发育相关蛋白，名称为YLM，来源于水稻(Oryzasativa),是如下(a)或(b):(a)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(b)将序列表中序列2所示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/或添加且与植物叶绿体发育相关的由序列2衍生的蛋白质。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。上述序列表中的序列2由259个氨基酸残基组成。编码所述蛋白的DNA分子也属于本专利技术的保护范围。所述DNA分子是如下(1)或(2)或(3)的DNA分子:(1)编码区为序列表中序列I所示的DNA分子；(2)在严格条件下与(1)限定的DNA序列杂交且编码与植物叶绿体发育相关蛋白的DNA分子；(3)与(I)限定的DNA序列至少具有70%、至少具有75%、至少具有80%、至少具有85%、至少具有90%、至少具有95%、至少具有96%、至少具有97%、至少具有98%或至少具有99%同源性且编码与植物叶绿体发育相关蛋白的DNA分子。上述严格条件为在6XSSC，0.5%SDS的溶液中，在65 ° C下杂交，然后用2X SSC, 0.1%SDS 和 I X SSC, 0.1%SDS 各洗膜一次。上述序列表中的序列I由780个核苷酸组成。本专利技术的另一个目的是提供抑制或沉默上述蛋白表达的物质的用途。本专利技术提供的抑制或沉默上述蛋白表达的物质在调控植物叶绿体发育中的应用。上述应用中，所述抑制或沉默上述蛋白表达的物质为重组载体、含有重组载体的转基因细胞系或重组菌；所述重组载体为将DNA片段I和DNA片段2均插入双元表达载体中，得到的抑制或沉默权利要求1所述蛋白表达的重组载体；所述DNA片段I的编码区与所述DNA片段2的编码区互为反向互补；所述DNA分子I编码区的核苷酸序列为序列表中序列I自5’末端第I位-780位核苷酸；在本专利技术的实施例中，双兀表达载体为pCUbil390- Δ FAD2,重组载体为 RNA 干扰重组载体 pCUbil390_ Δ FAD2-SX-YLM，具体构建方法见实施例2的一。上述应用中，所述调控植物叶绿体发育为抑制植物叶绿体发育，所述抑制植物叶绿体发育具体体现在使植物叶片黄化和/或使植物叶片叶绿体中类囊体减少； 所述植物具体为双子叶植物或单子叶植物；所述单子叶植物进一步具体为水稻。本专利技术的第三个目的提供重组载体、含有重组载体的转基因细胞系或重组菌。本专利技术提供的重组载体、含有重组载体的转基因细胞系或重组菌:所述重组载体为将DNA片段I和DNA片段2均插入双元表达载体中，得到的抑制或沉默权利要求1所述蛋白表达的重组载体；所述DNA片段I的编码区与所述DNA片段2的编码区互为反向互补；所述DNA分子I编码区的核苷酸序列为序列表中序列I自5’末端第I位-780位核苷酸；在本专利技术的实施例中，双元表达载体为pCUbil390_ Δ FAD2，重组载体为RNA干扰重组载体pCUbil390- Δ FAD2-SX-YLM，其构建方法见实施例2的一。本专利技术的第四个目的是提供一种培育转基因植物的方法。本专利技术提供的方法，为抑制目的植物中的上述蛋白的活性或表达，得到转基因植物，所述转基因植物具有如下I)或2)中至少一种特征:I)所述转基因植物叶片黄化；2)所述转基因植物叶片叶绿体中类囊体少于所述目的植物。与目的植物相比，所述转基因植物叶片的类囊体排列松散。上述方法中，所述抑制目的植物中的上述蛋白的活性或表达具体为上述的重组载体导入所述目的植物；所述目的植物具体为双子叶植物或单子叶植物；所述单子叶植物进一步具体为水稻。扩增所述基因全长或其任意片段的引物对也是本专利技术保护的范围。本专利技术的实验证明，本专利技术克隆得到YLM基因，缺失该基因的植株叶片黄化且使植物叶片的类囊体减少，证明YLM基因或其编码的蛋白在叶绿体发育中发挥重要作用。附图说明图1为pCUbil390_ Δ FAD2载体结构图谱图2为YLM干扰植株中YLM基因转录水平检测图3为YLM缺失植株外观表型图4为YLM缺 失植株叶绿体发育观察具体实施例方式下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。水稻(Oryza sativa ssp.Japonica) Asominori (以下也称为野生型水稻或水稻日本晴，WT)记载在如下文献中:Wu W，Zheng XM, Lu G, Zhong Z, Gao H, Chen L, Wu C，WangHJ, Wang Q, Zhou K, Wang JL, Wu F，Zhang X, Guo X, Cheng Z, Lei C，Lin Q, Jiang L, WangH, Ge S，Wan J (2013) Association of functional nucleotide polymorphisms atDTH2with the northward expansion of rice cultivation in Asia.Proc Natl Acad SciUSA.19; 110 (8):2775-80,公众可从中国农业科学院作物科学研究所获得。根癌农杆菌EHA105 (Agrobacterium tumefaciens EHA105)记载在 New Agrobacterium helper plasmids for gene transfer to plants.Hood,Elizabeth E;Gelvin, Stanton B;Melchers,本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种蛋白，是如下（a）或（b）：（a）由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；（b）将序列表中序列2所示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/或添加且与植物叶绿体发育相关的由序列2衍生的蛋白质。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：万建民，吴传银，吴赴清，董慧，费桂林，王久林，程治军，王洁，郭秀平，张欣，
申请(专利权)人：中国农业科学院作物科学研究所，
类型：发明
国别省市：
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