[发明专利]CYP704B2基因及其编码的蛋白无效

专利信息
申请号: 200910309083.1 申请日: 2009-10-30
公开(公告)号: CN101705239A 公开(公告)日: 2010-05-12
发明(设计)人: 张大兵;李晖;梁婉琪;袁政 申请(专利权)人: 上海交通大学
主分类号: C12N15/53 分类号: C12N15/53;C12N15/63;C12N1/19;C12N5/10;C12N9/02
代理公司: 上海交达专利事务所 31201 代理人: 王锡麟;王桂忠
地址: 200240 *** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: cyp704b2 基因 及其 编码 蛋白
【说明书】:

技术领域

发明涉及一种基因工程技术领域的基因及其编码的蛋白,具体涉及一种CYP704B2基因(细胞色素P450基因)及其编码的蛋白。

背景技术

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发明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F1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。

经对现有技术的文献检索发现,至今没有发现与本发明相关的水稻CYP704B2基因的描述和报道。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种CYP704B2基因及其编码的蛋白。本发明的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。

本发明是通过以下的技术方案实现的:

本发明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。

本发明还涉及一种质粒,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,本发明具有如下的有益效果:本发明的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。

具体实施方式

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