[发明专利]毛竹二乙烯基还原酶基因及其蛋白和应用

说明书

本发明提供毛竹二乙烯基还原酶基因及其蛋白和应用，属于生物技术领域。所述基因序列如SEQ ID NO.1所示。本发明在黄和绿两种叶色毛竹实生苗中进行大量基因表达筛选鉴定，发现编码二乙烯基还原酶蛋白的基因在黄叶实生苗中缺失，提供一种来源于毛竹中的二乙烯基还原酶蛋白编码基因及其氨基酸序列，目的用于在毛竹实生苗中鉴定黄绿叶色突变体，提升毛竹实生苗的育种品质，鉴定高品质毛竹实生苗用于生产实践和工厂造林，提高毛竹竹材品质和生产效率。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，特别涉及一种来源于毛竹中的二乙烯基还原酶蛋白编码基因、其氨基酸序列及其应用。

背景技术

叶绿体（chloroplast）是植物绿色细胞中存在的有色质体。叶绿体中含有大量的叶绿素（chlorophyll，Chl），是植物进行光合作用（photosynthesis）的主要色素。它的作用是捕获光能并将光能转移到反应中心转变为化学能，因此对植物的生长发育及相关经济物质（可食用的营养器官、生殖器官或种子）的形成和积累具有重要的调节作用。高等植物的叶绿素合成是一个由许多酶共同参与的复杂过程。该过程是在所有环节的精密调控下进行的，任何一个环节发生突变都可能影响Chl的合成，从而导致植物叶色变异甚至植株死亡。

目前国内外关于植物叶色变异产生机制的研究已经有了很多的报道，除了环境因素和表观遗传修饰因素导致的叶色变异外，由基因突变导致的叶色变异在所有影响因素中占据着极大的比例。其中二乙烯基还原酶（Divinyl reductase, DVR）作为叶绿素合成过程中的一个关键酶已经在绿硫细菌、紫细菌、杜氏盐藻、拟南芥、水稻、黄瓜、玉米和柑橘中得到鉴定。其中拟南芥、水稻、黄瓜和玉米中鉴定的二乙烯基还原酶已经被证明能将联乙烯叶绿素酸酯a转化为单乙烯叶绿素酸酯a，从而在这些植物的叶绿素正常合成中发挥重要作用，这些酶编码基因的突变在拟南芥和水稻中显示会导致植株黄化、叶绿素含量下降、植株矮小、发育迟缓和结实率低等农艺性状。

毛竹（Moso bamboo, Phyllostachys heterocycla）是禾本目禾本科刚竹属单轴散生型常绿乔木状竹类植物。在毛竹实生苗培育过程中，竹种在萌发后会出现两种叶色相异的实生苗，一种为绿色叶片的实生苗（绿苗），另一种为黄色叶片的实生苗（黄苗）。黄苗较绿苗生长缓慢，且生长到一定阶段后会出现死亡现象，这种实生苗后期会被种植户大量剔除，只留下绿苗继续种植并用于林区造林和城市绿化。由于迄今为止还未找到导致黄苗产生的分子机制，给育苗前期带来了很大的筛选压力和人力物力成本。另外，由于不清楚留存的绿苗中是否还混杂有黄苗的致病因素，以不良绿苗作为原种进行竹鞭扩繁和大规模造林均存在很大的风险，对后期毛竹材品质的形成和经济价值均可能产生重大的影响。本发明通过大量筛选，发现一个导致毛竹叶色变化的关键因子——二乙烯基还原酶，这个酶编码的基因PhDVR在毛竹黄色实生苗中的表达缺失。

根据我们检索的文献和专利资料显示，目前还未在竹类中有关于二乙烯基还原酶蛋白、其基因序列、氨基酸序列和突变表型的文献和专利。因此，本发明具有极高的创新性和应用价值，可应用于竹类良种选育和品种创新。

发明内容

本发明的目的在于提供一种来源于毛竹中的二乙烯基还原酶蛋白编码基因、其氨基酸序列及其应用，黄和绿两种叶色毛竹实生苗中进行大量基因表达筛选鉴定，发现编码二乙烯基还原酶蛋白的基因在黄叶实生苗中缺失。本发明在于提供一种来源于毛竹中的二乙烯基还原酶蛋白编码基因及其氨基酸序列，目的用于在毛竹实生苗中鉴定黄绿叶色突变体，提升毛竹实生苗的育种品质，鉴定高品质毛竹实生苗用于生产实践和工厂造林，提高毛竹竹材品质和生产效率。本发明的次要目的是利用该基因进行竹类良种选育和品种创新。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

毛竹二乙烯基还原酶基因，所述基因序列如SEQ ID NO.1所示。所述基因的CDS序列如SEQ ID NO.2所示。