[发明专利]具有OsMS2基因的载体的应用

说明书

本发明专利申请为中国发明专利申请号200910309330.8，申请日2009年11月5日，申请人“上海交通大学”，发明名称“水稻OsMS2基因及其编码的蛋白”的分案申请。 

技术领域

本发明涉及一种基因工程技术领域的基因及其编码的应用，具体是一种具有OsMS2基因的载体的应用。 

背景技术

在植物花粉的发育过程中，花粉壁起着非常重要的作用。它对于花粉粒的正常发育、花粉粒对外界的耐受力都是非常必须的。此外，花粉外壁还可以保护花粉免受外界环境和病菌侵害，并在花粉从花药移向柱头的过程中起到了重要的作用。花粉外壁主要由聚合的孢子花粉素构成。孢子花粉素已经被证实是含有聚合苯酚和脂肪酸衍生物的复合物，这些聚合物含有芳香族或共轭的侧链，它们在授粉和花粉萌发过程中细胞间的识别中起着重要的作用。外壁表面也显示着高度修饰的模式，并因物种而异。在花粉外壁的缝隙中填充着一些粘性油脂以及类似于蛋白的物质，统称为含油层。它的主要成分为脂肪酸和长链脂肪酸衍生物，如酯和油脂的不稳定复合物以及各种蛋白。 

在水稻花粉壁的发育过程中，四分体晚期已开始了小孢子外壁的发育。当小孢子从四分体分离出来时其外壁并不明显，但是出现了壁物质的沉积。到了小孢子早期才形成了细带状的初生壁，这时的初生壁在光学显微镜下尚无法分辨，但在原有四分孢子沉积的壁物质的基础上，聚集形成了一电子致密的细带状结构，其表面附着了一些黑色颗粒。发育到小孢子中期，则形成了光学显微镜下可见的外壁结构，小孢子外壁物质快速沉积，在质膜外侧形成了三条宽窄不等的电子致密带，最内侧的较粗，中间的略细，最外侧的致密带上规则地分布了一些黑色小体，显然是由早期的黑色颗粒形成的。小孢子壁继续发育，中间的电子致密带变细，两边的带明显加宽，结果花粉外壁分化出覆盖层、柱状层和基层。至此，外壁基本形成，即由两边较宽的电子致密带(覆盖层，基层)和中间的透明带(柱状层)组成。小孢子发育晚期，小孢子的外壁没有出现明显的形态变化，但壁物质沉积更加致密。二胞花粉早期，花粉外壁的覆盖层、柱状层、基层、外壁内层和花粉内壁，由表及里，层次分明。花粉外壁已完全形成。 

目前已报道的花粉壁不正常的突变体中，拟南芥cer6/pop1。不能形成正常的含油层。cer1突变体含油层呈现出粒状表面，与野生型相比，含油层中的脂滴数量多但个体小。拟南芥dex1突变体在小孢子从四分体释放的过程中发生了异常，形成不正常的小孢子壁结构。拟南芥flp1(faceless pollen-1)突变体，在小孢子外壁和含油层中都有缺陷，因此对醋解实验敏感。水稻wda1(Wax-deficient anther1)突变体，在花药壁和花粉壁的蜡质积累上存在缺陷，经证明WDA1基因的编码产物参与了长链脂肪酸的合成。拟南芥中的MS2(MALE STERILITY 2)基因所编码的产物与小孢子的形成有关。ms2突变体的花粉发育过程中的首次异常，发生在小孢子从四分体中释放的阶段。MS2基因在野生型花药的绒毡层中表达，与花粉外壁物质的形成有关，ms2突变体所产生的花粉粒含有非常薄的花粉外壁，它对醋解实验很敏感。此外，有关分析表明MS2基因编码的产物与一种加州希蒙得木蛋白FAR和小麦中的TAA基因编码的蛋白具有一定的相似性，它们都作为一种脂肪酰基还原酶，参与到脂肪醇的合成代谢过程中，而脂肪醇是形成花粉外壁所必须的代谢产物。 

OsMS2基因与拟南芥中MS2基因的氨基酸序列具有很高的相似性，为49.9％。与小麦中TAA基因、Jojoba的FAR基因也有很高的相似性，分别为32.3％，30.9％。并且其同源部分主要集中在两个保守功能域，即NAD结合结构域和雄性不育结构域。但是对那些OsMS2基因的同源基因的研究仅限于表型、生理及遗传定位等方面。 

经对现有技术的文献检索发现，尚未发现有关水稻OsMS2基因及其编码的蛋白的报道。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种具有OsMS2基因的载体的应用；本发明的蛋白在控制水稻花粉发育方面具有明显的作用，可用于产生新的水稻雄性不育系，用来生产杂交种子，开展轮回选择和创造基因库；也可利用本发明蛋白的编码序列体外合成重组OsMS2蛋白来行使脂肪酰基还原酶的功能，将脂肪酸还原成脂肪醇。 

本发明是通过以下的技术方案实现的， 

第一方面，本发明涉及一种水稻OsMS2基因，其碱基序列如SEQ ID NO：1所示。