[发明专利]一种调节蔗糖合成的水稻基因及其应用

说明书

技术领域

本发明属于分子生物学领域，特别涉及一种调节蔗糖合成的水稻基因Os-ER-ANT1及其编码的蛋白与应用。

背景技术

水稻是我国的重要粮食作物，中国水稻播种面占全国粮食作物的1/4，水稻的有效穗、结实率、千粒重和籽粒充实度是构成产量的重要因素，这些因素与糖代谢有着一定的关系。

蔗糖是光合作用的主要终产物之一，是多数植物体内长距离运输碳水化合物的主要形式，它不仅为库器官进行的各项生理活动提供能量，同时也是某些植物如甘蔗、甜菜、胡萝卜等贮藏的主要化合物。

植物中与蔗糖代谢有关的酶有三类，分别是转化酶或G-呋喃果糖苷酶(Inv)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)、蔗糖合成酶(SUSy)，其中蔗糖合成酶是催化蔗糖代谢的关键酶之一。除此之外，寻找调节蔗糖合成相关基因，将为作物改良提供新的选择。

三磷酸腺苷(ATP)是生物体内主要的能源载体。ATP/ADP转运蛋白是真核生物的一种腺苷酸转运载体，是质体ATP浓度的主要调节者。发明人通过对编码水稻ATP/ADP转运蛋白的编码基因Os-ER-ANT1基因的研究，发现该基因能够调节植物的蔗糖合成，该基因与光合作用密切相关。

发明内容

为研究植物蔗糖合成的机理以及光合作用的机理，本发明目的是同一种调节蔗糖合成的基因Os-ER-ANT1及其编码蛋白与应用。

本发明提供了Os-ER-ANT1基因在调节植物蔗糖合成中的应用，所述Os-ER-ANT1基因的核苷酸序列如SEQ ID No.1所示，氨基酸序列如SEQ ID No.2所示。Os-ER-ANT1基因为编码ATP/ADP转运蛋白的水稻基因。

优选地，所述的植物为水稻。

本发明提供了Os-ER-ANT1基因在植物育种中的应用。

本发明还提供了Os-ER-ANT1基因在培育转基因植物中的应用。

本发明还提供用于扩增Os-ER-ANT1编码区基因的引物对。

其中，该引物对其中的每一个引物的长度为15到25个碱基，例如：

上游引物：5’-GGATCCAAATCCGCCGTCGACGATGCCA-3’（如SEQ ID No.3所示的核苷酸序列）

下游引物：

5’-ACTAGTTCATCTAGATTTCAATGCCCCTTTCATCTTG-3’（如SEQ ID No.4所示的核苷酸序列）

本发明的有益效果在于：本发明的Os-ER-ANT1基因缺失，表现为水稻Os-ER-ANT1基因失活，直接引起蔗糖合成受阻，造成突变体3叶期后迅速死亡，通过本发明的实验，证实了Os-ER-ANT1是具有重要功能的看家基因，能够调节植物体内蔗糖合成，对植物体内蔗糖代谢具有重要的正向调节作用，为培育植物新品种提供了基因资源。

附图说明

图1为实施例1中Os-ER-ANT1突变体表型，图中分别为12天，15天以及25天时的水稻Os-ER-ANT1突变体表型，其中WT为中花11。

图2为实施例2中Os-ER-ANT1突变体Ds插入突变位点，其中A图为er-ant1突变体在基因组上的插入位点；B图为ER-ANT1基因的结构示意图。

图3为实施例3中RNAi株系的表型照片。A图为野生型和RNAi转基因植株的表型，B图为野生型和RNAi转基因株系中Os-ER-ANT1基因表达。

图4为实施例4中回复突变体的表型照片。A图为缺失突变体以及回复突变测序结果，B图为回复突变的表型，C图为回复突变体中OsER-ANT1基因的表达丰度。

图5为实施例5中WT和突变体中在播种第10天、13天以及16天不同时间点可溶性糖含量分析。图5A为果糖的变化曲线，图5B为葡萄糖的变化曲线，图5C为蔗糖的变化曲线。

图6为实施例6中突变体在无蔗糖和有蔗糖的条件下的表型。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改或替换，均属于本发明的保护范围。

实施例中pCUbi1390载体为常用的载体，pEasy-T1可市购；水稻品种为粳稻中花11；农杆菌GV3101和EHA105菌株常用的菌株，多数分子生物学实验室均有保存。