[发明专利]Os02g0187000蛋白及其编码基因在调控水稻育性与生产三萜产品中的应用

说明书

本发明公开了Os02g0187000蛋白及其编码基因在调控水稻育性与生产三萜产品中的应用。所述Os02g0187000蛋白质的氨基酸序列如序列2所示。本发明通过敲除野生型水稻中的Os02g0187000基因，获得了三个Os02g0187000水稻突变体，并通过对突变体表型观察及稻穗结实率统计发现：三个纯合突变体均为雄性不育植株。说明Os02g0187000蛋白质可调控水稻育性。同时本发明还发现Os02g0187000蛋白质可催化三萜骨架化合物(3S,13S)‑malabarica‑17,21‑dien‑3β,14‑diol生成新三萜类化合物，在生产三萜产品中具有广阔应用前景。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及Os02g0187000蛋白及其编码基因在调控水稻育性与生产三萜产品中的应用。

背景技术

水稻是我国重要的口粮作物，其杂种优势利用是保障我国粮食安全和社会稳定的重要手段。水稻杂种优势利用主要使用“三系”杂交方法，能够比常规水稻增产20％左右。经典的“三系法”杂交水稻制种技术需要雄性不育系、保持系、恢复系的配套使用，雄性不育系是其中的关键材料。然而目前，我国“三系法”杂交水稻种子优势较弱，选择配组的周期长、效率低，且不育细胞质比较单一，因此筛选和培育更多的雄性不育系，扩充种质资源，减少遗传背景单一的限制，一直是杂交水稻育种技术的发展方向之一。同时利用分子生物学方法阻断甚至微调雄配子体的发育也是制造新型雄性不育系的重要手段。

三萜类化合物是天然产物中种类最多的一类，具有重要的生物学功能和药用价值，包括食品甜味素、生物解毒、抗植物病虫害、抗菌抗炎、抗肿瘤以及保护心脑血管等多种活性，已广泛应用于食品、工业和医药等各个领域。在自然界中，三萜类化合物主要由甲羟戊酸途径和戊糖磷酸途径合成，2,3-氧化鲨烯前体在2,3-氧化鲨烯环化酶OSC的作用下环化为不同的骨架。同时，细胞色素P450酶CYP450催化三萜骨架空间立体结构发生特异性氧化，形成具有各种功能的官能团，如羟基、羰基和羧基等。随后，CYP450的加氧反应促进糖基转移酶GT和酰基转移酶AT催化三萜骨架产生具有功能的糖基化和酰基化三萜。因此，CYP450对三萜骨架结构多样化及功能化的形成至关重要。近年来随着基因组和转录组学的发展，植物中上万条CYP450基因被注释，其中只有少数参与四环和五环三萜代谢途径的CYP450的生化功能得到了鉴定，如CYP51、CYP71、CYP72、CYP87、CYP88和CYP93等家族成员。然而能催化三环三萜化合物的CYP450还鲜有报道。

在水稻中，花药绒毡层细胞特异表达的OsOSC12催化的三萜类化合物能够调控植物育性。OsOSC12的过表达产物三环三萜骨架化合物(3S,13S)-malabarica-17,21-dien-3β,14-diol需要经过CYP450酶氧化为有活性的三萜化合物从而发挥育性调控的功能。因此，挖掘具有新颖生化和生物学功能的CYP450酶将有助于深入解析该三萜生物合成途径，为三萜类化合物的生物合成奠定基础。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种蛋白质。

本发明提供的蛋白质来源于水稻，是一种细胞色素P450酶(CYP450酶)，其名称为Os02g0187000，所述Os02g0187000蛋白质为如下(a1)-(a4)任一所述的蛋白质：

(a1)序列表中序列2所示的蛋白质；

(a2)在(a1)所述蛋白质的N端或/和C端连接标签得到的融合蛋白；

(a3)将(a1)经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的与植物育性相关的蛋白质；

(a4)与(a1)具有98％以上同一性且与植物育性相关的蛋白质。

上述(a2)所述蛋白质中，所述标签是指利用DNA体外重组技术，与目的蛋白一起融合表达的一种多肽或者蛋白质，以便于目的蛋白的表达、检测、示踪和/或纯化。所述标签可为Flag标签、His标签、MBP标签、HA标签、myc标签、GST标签和/或SUMO标签等。