[发明专利]GhGPAT12蛋白和GhGPAT25蛋白在调控棉花雄性生殖发育中的应用

说明书

本发明提供了GhGPAT12蛋白和GhGPAT25蛋白在调控棉花雄性生殖发育中的应用，涉及植物基因工程技术领域。所述GhGPAT12蛋白的氨基酸序列如SEQ ID No.1所示；所述GhGPAT25蛋白的氨基酸序列如SEQ ID No.3所示。本发明阐明了2个甘油‑3‑磷酸酰基转移酶蛋白即GhGPAT12蛋白和GhGPAT25以功能冗余地方式在调控棉花雄性生殖发育中发挥作用，为培育棉花雄性不育系提供了育种资源。

技术领域

本发明涉及植物基因技术领域，尤其是涉及GhGPAT12蛋白和GhGPAT25蛋白在调控棉花雄性生殖发育中的应用。

背景技术

棉花作为重要的纤维作物之一，在农业生产中具有重要的地位。棉花具有明显的杂种优势。棉花杂种优势的利用仍然以人工去雄为主，需要消耗大量的劳动力，制种成本高。雄性不育系是指植物雄蕊发育缺陷而引起的雄性不育。培育雄性不育系棉花对于棉花杂交育种有着重要的意义。

花药作为花粉形成和发育的场所，是整个雄蕊的核心部分。花药的表面覆盖了一层脂肪性结构，成为角质层。角质层通常由角质(cutin)、角化成份(cutan)和表皮蜡质(cuticular wax)等物质组成。角质层的覆盖为花药以及花粉的形成和发育提供了保护屏障。在花粉发育过程中，绒毡层为小孢子的形态建成和发育提供了前提条件。绒毡层为小孢子的外壁形成提供脂质类的原材料，为花粉粒的成熟提供了营养和内容物。在这一些过程中，绒毡层需要经历一个细胞程序化死亡的降解过程，降解后的绒毡层残余物会富集到花粉粒的表明形成含油层。基于前人对拟南芥和水稻等植物的研究，发现绒毡层的异常降解(提前或者延迟)会造成花粉发育的异常，从而引起雄性不育的发生。

花粉壁是花粉表面复杂的多细胞层，对植物花药的基本形态完成至关重要。花粉壁主要有外壁(Exine)、内壁(Intin)含油层(Tryphine)组成。花粉外壁一般又被分为包含顶盖(Tectum)和柱子(bacula)的外壁外层(Sexine)和外壁内层(Nexine)。花粉外壁的主要组成均由孢粉素组成。孢粉素的主要合成成分是酚类物质(Phenolics)、脂肪酸(FattyAcids)和烷类(Alkanes)，这些物质的聚合造就了孢粉素的稳定理化性质，使得花粉壁具有较强的抵抗能力和保护能力。

甘油-3-磷酸酰基转移酶(Glycerol-3-phosphate acyltransferase,GPAT)是三酰甘油(Triacylglycerol,TAG)生物合成的限速酶，催化TAG生物合成的起始步骤。GPATs主要负责将脂肪酰基从酰基载体蛋白(acyl-ACP)或酰基辅酶A(acyl-CoA)上转移到甘油-3-磷酸的(Glycerol-3-phosphate,G3P)sn-1或者sn-2位置上。研究发现，sn-1-GPAT一般参与储藏脂类的合成，如拟南芥的ATS1和AtGPAT9；而sn-2-GPAT则参与角质(cutin)和木栓质(suberin)等一些聚酯类(polyester)的形成，如拟南芥的AtGPAT1-8。

目前，在棉花植物中，甘油-3-磷酸酰基转移酶相关基因对花药和花粉的正常发育是否具有作用尚不清楚。此外，关于调控棉花雄性不育的基因也很少有研究报道。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供GhGPAT12蛋白和GhGPAT25蛋白在调控棉花雄性生殖发育中的应用。本发明阐明了2个甘油-3-磷酸酰基转移酶蛋白即GhGPAT12蛋白和GhGPAT25以功能冗余地方式在调控棉花雄性生殖发育中发挥作用，为培育棉花雄性不育系提供了育种资源。

本发明提供的技术方案如下：

本发明提供了GhGPAT12蛋白和GhGPAT25蛋白在调控棉花雄性生殖发育中的应用，所述GhGPAT12蛋白的氨基酸序列如SEQ ID No.1所示；所述GhGPAT25蛋白的氨基酸序列如SEQ ID No.3所示。