專(zhuān)利名稱(chēng)：促進(jìn)葉綠體發(fā)育的蛋白及其編碼基因與應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及促進(jìn)葉綠體發(fā)育的蛋白及其編碼基因與應(yīng)用。
背景技術(shù)：
葉綠體是真核光合生物特有的細(xì)胞器，真核光合生物的光合作用是在葉綠體內(nèi)進(jìn)行的。光合作用是地球上唯一可大規(guī)模地把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，把無(wú)機(jī)物合成有機(jī)物，并放出氧氣的過(guò)程，它為人類(lèi)、動(dòng)植物和無(wú)數(shù)微生物的生命活動(dòng)提供食物、能量和氧氣。概括地說(shuō)，光合作用是維持地球上生命活動(dòng)的最根本的反應(yīng)。因此對(duì)葉綠體發(fā)育機(jī)制的研究，將有助人們了解光合作用的調(diào)控機(jī)理，更好地利用太陽(yáng)能。目前人們已經(jīng)進(jìn)行了大量的工作， 其中不少進(jìn)展是從葉片為淡綠色、甚至為黃色或白色的突變體的研究中獲得的。利用分子生物學(xué)的方法，這些突變體的突變基因被克隆出來(lái)，并進(jìn)行了相關(guān)的功能分析。根據(jù)這些基因的功能可將它們分為以下幾類(lèi)葉綠素代謝相關(guān)基因，脂類(lèi)代謝相關(guān)基因，蛋白代謝相關(guān)基因，物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)與定位相關(guān)基因等。雖然目前的研究取得了不少進(jìn)展，但是葉綠體是一個(gè)具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)和功能的系統(tǒng)，還有許多東西尚不清楚，葉綠體的發(fā)育機(jī)制以及光合作用的調(diào)控機(jī)理還有待進(jìn)一步的研究。水稻是一種重要的糧食作物，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)大量葉色變淡甚至白化的突變體。例如在gramene網(wǎng)站目前已經(jīng)登錄albino突變體11個(gè)、chlorina突變體 10 個(gè)、virescent 突變體 12 個(gè)、fgl (faded green leaf)突變體 1 個(gè)、pgl (pale green leaf)突變體1個(gè)、ygl (Yellow-green leaves)突變體1個(gè)等等，但是導(dǎo)致其突變的分子機(jī)制了解甚少。因此利用水稻葉色突變體克隆與葉綠體發(fā)育相關(guān)的基因，并分析其功能，進(jìn)一步了解葉綠體的發(fā)育調(diào)控機(jī)制以及光合作用調(diào)控機(jī)制，具有重要的理論意義。光合作用與作物產(chǎn)量密切相關(guān)。核糖核苷酸還原酶(Ribonucleotide reductase, RNR)是催化核糖核苷經(jīng)脫氧還原為脫氧核糖核苷(dNTP)的專(zhuān)一酶類(lèi)，它存在于所有已知的具有細(xì)胞的生物中，為DNA的合成和損傷修復(fù)提供前體。此外，它還在維持動(dòng)植物及真菌的基因組穩(wěn)定中起關(guān)鍵作用。在酵母和哺乳動(dòng)物中該酶的功能被廣泛的研究，而在植物中該酶的報(bào)道還很少。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種水稻促進(jìn)葉綠體發(fā)育的蛋白及其編碼基因和應(yīng)用。本發(fā)明提供的水稻促進(jìn)葉綠體發(fā)育的蛋白(WQ，來(lái)源于水稻，是如下1)或幻的蛋白質(zhì)1)由序列表中的SEQ ID No . 2的氨基酸殘基序列組成的蛋白質(zhì)；幻將序列表中的SEQ ID N2 . 2氨基酸殘基序列經(jīng)過(guò)一個(gè)或幾個(gè)氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加且具有SEQ ID No . 2的氨基酸殘基序列相同活性的蛋白質(zhì)。具體可為1)由序列表中的SEQ ID No . 2的氨基酸殘基序列組成的蛋白質(zhì)；2)由序列表中的SEQ ID No . 4的氨基酸殘基序列組成的蛋白質(zhì)。
序列表中序列2由339個(gè)氨基酸殘基組成，序列表中序列4由345個(gè)氨基酸殘基組成。序列2與序列4的氨基酸序列比較見(jiàn)圖4。為了便于WS的純化，可在由序列2或序列4的氨基酸殘基序列組成的蛋白質(zhì)的氨基端或羧基端連接上如表1所示的標(biāo)簽。表1標(biāo)簽的序列
權(quán)利要求
1.一種蛋白，是下述1)或幻所述的蛋白質(zhì)1)由序列表中的SEQID N2. 2的氨基酸殘基序列組成的蛋白質(zhì)；2)將序列表中的SEQID N2 . 2氨基酸殘基序列經(jīng)過(guò)一個(gè)或幾個(gè)氨基酸殘基的取代和 /或缺失和/或添加且具有SEQ ID No . 2的氨基酸殘基序列相同活性的蛋白質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蛋白，其特征在于所述蛋白是下述1)或2、所述的蛋白質(zhì)1)由序列表中的SEQID N2. 2的氨基酸殘基序列組成的蛋白質(zhì)；2)由序列表中的SEQID N2. 4的氨基酸殘基序列組成的蛋白質(zhì)。
3.權(quán)利要求1或2所述蛋白的編碼基因。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述編碼基因，其cDNA基因的核苷酸序列是下列核苷酸序列之一1)序列表中SEQID Na . 1的DNA序列；2)編碼序列表中SEQID No . 2蛋白質(zhì)序列的多核苷酸；3)與序列表中SEQID Ns. 1限定的DNA序列具有95%以上同源性，且編碼相同功能蛋白質(zhì)的DNA序列；4)在嚴(yán)格條件下可與序列表中序列2限定的DNA序列雜交的核苷酸序列。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的編碼基因，其cDNA基因基因的核苷酸序列是下列核苷酸序列之一1)序列表中SEQID Na . 3的DNA序列；2)編碼序列表中SEQID No . 4蛋白質(zhì)序列的多核苷酸；3)與序列表中SEQID Ns. 3限定的DNA序列具有95%以上同源性，且編碼相同功能蛋白質(zhì)的DNA序列；4)在嚴(yán)格條件下可與序列表中序列3限定的DNA序列雜交的核苷酸序列。
6.含有權(quán)利要求2-5中任意一項(xiàng)所述基因的重組表達(dá)載體、重組工程菌、轉(zhuǎn)基因細(xì)胞系或重組病毒。
7.權(quán)利要求1所述的蛋白或者其編碼基因在培育葉脈顏色改變的轉(zhuǎn)基因水稻中的應(yīng)用。
8.權(quán)利要求1所述的蛋白或者其編碼基因在培育光合效率提高的轉(zhuǎn)基因水稻中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種水稻促進(jìn)葉綠體發(fā)育的蛋白及其編碼基因與應(yīng)用。該蛋白，是如下1)或2)的蛋白質(zhì)1)由序列表中的SEQ ID №.2的氨基酸殘基序列組成的蛋白質(zhì)；2)將序列表中的SEQ ID №.2氨基酸殘基序列經(jīng)過(guò)一個(gè)或幾個(gè)氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加且具有SEQ ID №.2的氨基酸殘基序列相同活性的蛋白質(zhì)。本發(fā)明的基因編碼核糖核苷酸還原酶小亞基，它突變后會(huì)影響水稻葉綠體的發(fā)育，使水稻葉片上沿葉脈方向分布白色條紋。
文檔編號(hào)C12N15/63GK102477090SQ201010574278
公開(kāi)日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2010年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者唐丁, 李明, 洪麗蘭, 王克劍, 程祝寬 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所