一種水稻雌雄育性相關的蛋白、其編碼基因及其應用制造技術

本發明專利技術公開了一種水稻雌雄育性相關的蛋白，其一級結構為如SEQ?ID?NO.2所示的氨基酸序列；本發明專利技術還公開了一種水稻雌雄育性相關的基因，其核苷酸序列如SEQ?ID?NO.3所示。本發明專利技術提供的蛋白及其編碼的基因能夠用于控制水稻雌雄育性或鑒定水稻雌雄育性。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于植物基因工程
，特別是涉及一種水稻雌雄育性相關的蛋白、 其編碼基因及其應用。
技術介紹
雄性不育在植物界中很普遍，據大量文獻檢索，已經在43科，162屬，320個種和 297個種間雜種中發現了雄性不育現象，并且這個數目還在不斷增加。由于雄性不育是雜 種優勢利用的基礎，幾十年來對雄性不育機理的探索一直是一個非?；钴S的研究領域，特 別是近年來對雄性不育的分子生物學研究更是成果豐碩，不斷有關于雄性不育分子機制的 文章總結這方面的研究成果并提出了若干相應理論和假設，豐富了雜種優勢利用的理論基 礎，提高了人們對雄性不育機理的認識。近年來應用現代細胞生物學技術對多種雄性不育 農作物的花藥敗育過程做了研究，取得了一些新的結果。 相比雄性不育，植物雌性不育的研究起步較晚，認識程度也較淺。該類現象的相關 報道始于上個世紀50年代。目前，人們已在水稻、玉米、小麥、蘭花、百合、甘藍型油菜等十 幾種植物中發現了雌性不育現象。正常植物雌性器官發育主要指子房的發育（包括胚珠發 育和胚囊形成），如果雌性器官胚珠或卵細胞發育受阻或直至敗育，就表現出植物雌性不育 現象。大部分研究工作還停留在形態解剖學和細胞遺傳學水平，近年來比較多的開展了酶 水平及膜水平調控機制的研究，也有部分工作結合雄性不育機制的研究對雌性不育進行了 探討，但大多數采用被子植物為研究材料。到目前為止，對配子體發生的研究還處于描述和 細胞學、胚胎學水平上，對控制它們的發生、發育的分子基礎了解還很少。 目前已報道了一些水稻雄性不育基因和少量雌性不育基因的染色體定位，其中少 數基因已經被分離克隆。但是在水稻種同時控制水稻雌性和雄性不育的基因尚未有被分離 克隆的報道，水稻雌雄育性協同控制的分子基礎還不清楚。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種水稻雌雄育性相關的蛋白、其編碼基因、含有該編碼基 因的載體和細胞及其應用。 為達到上述目的，本專利技術的技術方案為： 應用圖位克隆技術從水稻材料XF2中一個不育突變體中獲得一種雌雄育性相關 的基因，該基因的缺失導致水稻雄性雌性器官的發育障礙，命名為雌雄不育基因（XF2)。 在此基礎上，本專利技術提供一種水稻雌雄育性相關基因，所述基因具有SEQ ID NO. 1 所示的核苷酸序列。 同時，本專利技術提供一種水稻雌雄育性相關蛋白，其一級結構為如SEQ ID NO. 2所示 的氨基酸序列；或為如SEQ ID NO. 2所示的氨基酸序列經過一個或多個氨基酸殘基的取代、 缺失或添加而形成的具有與其功能相同的衍生的蛋白；或為與SEQ ID NO. 2所示的氨基酸 序列至少有70%的同源性并具有與其功能相同的衍生的蛋白。 本文中，所述的"不育"的植物是指一種植物，其在適當的生長條件下生長至一定 的階段（如成熟階段）時，比在相同條件下生長的同類植物的結實率顯著降低（如降低 40% ;較佳地降低60% ;更佳地降低80% ;最佳地降低95 %或更多）。 本專利技術還包括多肽，可以是重組多肽、天然多肽、合成多肽，優選的是重組多肽。本 專利技術的多肽可以是天然純化的產物，或是化學合成的產物，或是使用重組技術從原核或真 核宿主（例如，細菌、酵母、高等植物、昆蟲和哺乳動物細胞）中產生。根據重組生產方案所 用的宿主，本專利技術的多肽可以是糖基化的，或可以是非糖基化的。本專利技術的多肽還可包括或 不包括起始的甲硫氨酸殘基。 本專利技術還包括XF2蛋白的片段、衍生物和類似物。本文中，術語"片段"、"衍生物" 和"類似物"是指基本上保持本專利技術的XF2蛋白相同的生物學功能或活性的多肽。本專利技術 的多肽片段、衍生物或類似物可以是（1)有一個或多個保守或非保守性氨基酸殘基（優選 保守型氨基酸殘基）被取代的多肽，而這樣的取代的氨基酸殘基可以是也可以不是由遺傳 密碼編碼的，或（2)在一個或多個氨基酸殘基中具有取代基團的多肽，或（3)成熟多肽與另 一個化合物（比如延長多肽半衰期的化合物，例如聚乙二醇）融合所形成的多肽，或（4)附 加的氨基酸序列融合到此多肽序列而形成的多肽（如前導序列或分泌序列或用來純化此 多肽的序列或蛋白序列，或融合蛋白）。根據本文的定義，這些片段、衍生物和類似物屬于本 領域技術人員公知的范圍。 在本專利技術中，XF2蛋白指具有SEQ ID NO. 2序列的多肽。還包括與SEQ ID NO. 2序 列的蛋白相同功能的、SEQ ID NO. 2序列的變異形式。這些變異形式包括（但并不限于）： 若干個（通常為1-50個，較佳地1-30個，更佳地1-20個，最佳地1-10個或更少1-8個或 1-5個）氨基酸的缺失、插入和/或取代，以及在C末端和/或N末端添加一個或數個（通 常為20個以內，較佳地為10個以內，更佳地為5個以內）氨基酸。例如，在本領域內，用性 能相似的氨基酸進行取代時，通常不會改變蛋白質的功能。又比如，在C末端和/或N末端 添加一個或數個統稱也不會改變蛋白質的功能。還包括XF2蛋白的活性片段和活性衍生 物。 多肽的變異形式包括：同源序列、保守性變異體、等位變異體、天然突變體、誘導突 變體、在高或低的嚴謹度條件下能與XF2蛋白編碼DNA雜交的DNA所編碼的蛋白、以及利用 XF2蛋白的抗血清獲得的多肽或蛋白。所述的同源序列是指具有與SEQ ID NO. 2序列有至 少50 %，較佳地至少60 %，70 %，80 %，更佳地至少85 %，90 %，95 %相同性的多肽。本專利技術 還提供了其他的多肽，如包含XF2蛋白或其片段的融合蛋白。除了幾乎全長的多肽外，本發 明還包括了 XF2蛋白的可溶性片段。通常，該片段具有XF2蛋白的至少約20個連續的氨基 酸，通常至少約30個連續氨基酸，較佳地至少約50個連續氨基酸，更佳地至少約100個連 續的氨基酸，最佳地至少約150個連續氨基酸。 本專利技術還提供XF2蛋白或多肽的類似物。這些類似物與天然的XF2蛋白的差異可 以是氨基酸序列上的差異，也可以是不影響序列的修飾形式上的差異，或者兼而有之。這 些多肽包括天然或誘導的遺傳變異體。誘導變異體可以通過各種技術得到，如通過輻射或 暴露于誘變劑而產生的隨機誘變，還可以通過定點誘變法或其他的已知的分子生物學的技 術。類似物還包括具有不同于天然L-氨基酸殘基（如D-氨基酸）的類似物，以及具有非 天然存在的或合成的氨基酸（如β-氨基酸）的類似物。應理解，本專利技術的多肽并不限于 上述例舉的代表性多肽。 修飾（通常不改變一級結構）形式包括：體內或體外的多肽的化學衍生形式如乙 ?；螋然?。修飾還包括糖基化。修飾形式還包括具有磷酸化氨基酸殘基（如磷酸酪氨 酸，磷酸絲氨酸，磷酸蘇氨酸）的序列。還包括被修飾從而提高了其抗蛋白水解性能或優化 了溶解性能的多肽。 在本專利技術中還包括XF2蛋白保守性變異蛋白（多肽），與SEQ ID NO. 2的氨基酸序 列相比，有至多20個，較佳地至多10個，更佳地至多5個，最佳地至多3個氨基酸被性質相 似或相近的氨基酸所替代而形成的多肽，且保留與SEQ ID NO. 2序列的蛋白相同的功能。 本專利技術還提供了編碼本專利技術XF2蛋白或其保守性變異多肽的多核苷酸序列。 本專利技術的多聚核苷酸（基因）可以是DNA形式或RNA形式。DNA形式包括cDNA、 基因組DNA或人工合成的D本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種水稻雌雄育性相關的蛋白，其特征在于，其一級結構為如SEQ?ID?NO.2所示的氨基酸序列。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李雙成，任云，李平，鄧其明，王世全，朱軍，鄭愛萍，劉懷年，王玲霞，
申請(專利權)人：四川農業大學，
類型：發明
國別省市：四川;51