[发明专利]一种调控植物花药开裂相关蛋白TaOPR及其基因和应用

说明书

技术领域

本发明涉及基因工程领域，具体地，本发明涉及一种调控植物花药开裂相关蛋白TaOPR及其基因和应用。

背景技术

现代农业生产中，人们广泛利用杂种优势来改良品种。杂种优势是指两个遗传组成不同的亲本杂交产生的杂种一代在生活力、生长势、繁殖力、抗逆性、产量和品质上比其双亲优势的现象。杂种优势利用被认为是今后小麦生产水平大幅度提高的主要途径。雄性不育是植物界一种普遍存在的现象。雄性不育(male sterility)是指植物因不能产生有功能的花粉囊、花粉或者雄配子而导致的不育。

茉莉酮酸酯类(Jasmonates，JA)做为植物应答外界生物或非生物胁迫以及调控植物生长发育过程的一种重要的植物激素，在植物体内广泛存在。MeJA做为茉莉酮酸酯类的甲基酯类化合物与1962年首次从素馨的精油中被分离出来(Demole et al.，1962)。然而20年后人们才真正发现了MeJA和它的自由酸类化合物：茉莉酸(JA)的生理效应。植物体内存在六种调控酶参与JA代谢途径：DAD1，triacylglycerol lipase(lipase gene)，三酰甘油酯酶，在拟南芥中发现其具有磷酯酶A1功能(Sumie Ishiguro等，2001)，能将膜质类物质转化成α-亚麻酸(α-linolenic acid，α-LA)从而进入JA合成途径；FAD，omega-3 fatty acid desaturase，脂肪酸脱饱和酶(使α-亚油酸(α-linoleic acid)脱饱和形成α-亚麻酸，进入JA代谢途径)；LOX，lipoxygenase，脂加氧酶，该酶能在α-亚麻酸13号碳上添加一个氧原子，生成13-过氧化羟-十八碳三烯酸(13-hydroperoxy-octadecatrienoic acid，13(S)-HPOT)进入下一环节；AOS，allene oxide synthase，丙二烯氧化物合成酶，将上步反应产物合成12，13-过氧化羟-十八碳三烯酸环氧化物(12，13-epoxy-9(Z)，11，15(Z)-octadecatrienoic acid，12，13-EOT)；AOC，allene oxide cyclase，丙二烯氧化物环化酶，将12，13-过氧化羟-十八碳三烯酸环氧化物进一步环化生成(9S，13S)-12-氧代-(10，15Z)-植物二烯酸((9S，13S)-12oxo-(10，15Z)-phytodienoic acid，OPDA)；OPR，12-oxo-phytodienoate reductase，12-氧代-植物二烯酸盐还原酶，该酶催化JA反应途径中最关键一步，生成的前体3-氧代-2-(2`(Z)-戊烯)-环戊烷-1-辛酸(3-oxo-2-(2-(Z)-pentenyl)-cyclopentane-loctanoic acid，OPC-8：0)再经三轮β-氧化最终生成JA(John G.Turner，2002)。由此可见，六大调控基因共同维系JA代谢途径的畅通，其中任何一个基因的表达出现异常均会影响JA或MeJA的最终生成，而植物体内适当的内源JA或MeJA水平是均衡整个植物生长发育过程以及帮助植物应激外界刺激的必要保证。