[发明专利]水稻雌雄育性相关蛋白、其编码基因及应用

说明书

技术领域

本发明涉及植物基因工程，特别是涉及一种水稻雌雄育性相关的蛋白、其编码基因及其应用。

背景技术

雄性不育在植物界中很普遍，据大量文献检索，已经在43科，162属，320个种和297个种间杂种中发现了雄性不育现象，并且这个数目还在不断增加。由于雄性不育是杂种优势利用的基础，几十年来对雄性不育机理的探索一直是一个非常活跃的研究领域，特别是近年来对雄性不育的分子生物学研究更是成果丰硕，不断有关于雄性不育分子机制的文章总结这方面的研究成果并提出了若干相应理论和假设，丰富了杂种优势利用的理论基础，提高了人们对雄性不育机理的认识。近年来应用现代细胞生物学技术对多种雄性不育农作物的花药败育过程做了研究，取得了一些新的结果。

相比雄性不育，植物雌性不育的研究起步较晚，认识程度也较浅。该类现象的相关报道始于上个世纪50年代。目前，人们已在水稻、玉米、小麦、兰花、百合、甘蓝型油菜等十几种植物中发现了雌性不育现象。正常植物雌性器官发育主要指子房的发育(包括胚珠发育和胚囊形成)，如果雌性器官胚珠或卵细胞发育受阻或直至败育，就表现出植物雌性不育现象。大部分研究工作还停留在形态解剖学和细胞遗传学水平，近年来比较多的开展了酶水平及膜水平调控机制的研究，也有部分工作结合雄性不育机制的研究对雌性不育进行了探讨，但大多数采用被子植物为研究材料。到目前为止，对配子体发生的研究还处于描述和细胞学、胚胎学水平上，对控制它们的发生、发育的分子基础了解还很少。

目前已报道了一些水稻雄性不育基因和少量雌性不育基因的染色体定位，其中少数基因已经被分离克隆。但是在水稻中同时控制水稻雌性和雄性不育的基因尚未有被分离克隆的报道，水稻雌雄育性协同控制的分子基础还不清楚。因此，植物雌雄育性控制基因的克隆和功能研究，对于明确植物雌雄育性控制的分子机理和不育特性在杂交稻生产中的应用具有重要的意义。经文献检索，至今未发现与本发明基因MFS1相关的功能分析的报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种水稻雌雄育性相关蛋白MFS1、其编码基因及在控制水稻雌雄器官育性或鉴定、提高水稻雌雄育性中的应用。

为达到上述目的，本发明的技术方案为：

应用图位克隆技术从水稻材料中花9号中一个不育突变体中获得一种雌雄育性相关的基因，该基因的缺失导致水稻雄性雌性器官的发育障碍，命名为雌雄不育基因（MFS1）。

在此基础上，本发明提供一种水稻雌雄育性相关蛋白，其一级结构为如SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列。

同时，本发明提供一种分离的水稻雌雄育性相关基因，所述基因具有SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列。

本文中，所述的“不育”的植物是指一种植物，其在适当的生长条件下生长至一定的阶段（如成熟阶段）时，比在相同条件下生长的同类植物的结实率显著降低（如降低40%；较佳地降低60%；更佳地降低80%；最佳地降低95%或更多）。

本发明还包括多肽，可以是重组多肽、天然多肽、合成多肽，优选的是重组多肽。本发明的多肽可以是天然纯化的产物，或是化学合成的产物，或是使用重组技术从原核或真核宿主（例如，细菌、酵母、高等植物、昆虫和哺乳动物细胞）中产生。根据重组生产方案所用的宿主，本发明的多肽可以是糖基化的，或可以是非糖基化的。本发明的多肽还可包括或不包括起始的甲硫氨酸残基。

本发明还包括MFS1蛋白的片段、衍生物和类似物。本文中，术语“片段”、“衍生物”和“类似物”是指基本上保持本发明的MFS1蛋白相同的生物学功能或活性的多肽。本发明的多肽片段、衍生物或类似物可以是（1）有一个或多个保守或非保守性氨基酸残基（优选保守型氨基酸残基）被取代的多肽，而这样的取代的氨基酸残基可以是也可以不是由遗传密码编码的，或（2）在一个或多个氨基酸残基中具有取代基团的多肽，或（3）成熟多肽与另一个化合物（比如延长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（如前导序列或分泌序列或用来纯化此多肽的序列或蛋白序列，或融合蛋白）。根据本文的定义，这些片段、衍生物和类似物属于本领域技术人员公知的范围。