一種水稻黃綠葉相關(guān)蛋白質(zhì)及其編碼基因與應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水稻黃綠葉相關(guān)蛋白質(zhì)及其編碼基因與應(yīng)用。本發(fā)明提供的水稻黃綠葉相關(guān)蛋白質(zhì)，由SEQ?ID?No.1所示的氨基酸序列組成的蛋白質(zhì)，或者將SEQ?ID?No.1所示的氨基酸序列經(jīng)過一個或多個氨基酸的添加、取代、插入或缺失且與水稻黃綠葉相關(guān)的由SEQ?ID?No.1衍生的蛋白質(zhì)。本發(fā)明還同時公開了編碼該蛋白質(zhì)的基因，該基因具有SEQ?ID?No.2和3所示的核苷酸序列。本發(fā)明的黃綠葉控制基因還可作為雜交制種過程中假雜種的指示標(biāo)記，應(yīng)用于雜交育種和品種改良中。
【專利說明】一種水稻黃綠葉相關(guān)蛋白質(zhì)及其編碼基因與應(yīng)用
一、【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種水稻黃綠葉相關(guān)蛋白質(zhì)及其編碼基因與應(yīng)用，屬于植物基因工程領(lǐng)域。
二、【背景技術(shù)】
[0002]水稻是重要的糧食作物，為世界上一半以上的人口提供食物和營養(yǎng)來源。水稻也是一種重要的戰(zhàn)略性物資，占我國糧食總產(chǎn)的一半以上，提高水稻產(chǎn)量對確保我國糧食安全和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展有十分重要的戰(zhàn)略意義。植物的生物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量主要是依靠其葉片等器官的光合作用而生產(chǎn)的，水稻植株90-95%的干物質(zhì)來自光合作用。光合作用的效率依賴于光合色素的合成和葉綠體的正常發(fā)育。葉綠素是綠色植物葉綠體內(nèi)參與光合作用的重要色素，在光合作用的能量捕獲及能量傳遞中起著重要作用(Fromme P, et al., FEBSLetters, 2003, 555(1):40-44)。葉色是葉綠體中各種色素的綜合表現(xiàn)，正常水稻葉片中葉綠素占優(yōu)勢，通常表現(xiàn)為綠色。
[0003]水稻葉色突變是一種比較常見的突變性狀，突變基因往往直接或間接影響葉綠素的合成和降解，改變?nèi)~綠素含量，所以葉色突變體也被稱為葉綠素合成缺陷突變體(黃曉群，等.西北植物學(xué)報，2005，25 (8): 1685-1691)。葉色突變體是研究水稻葉綠素生物合成途徑和光合作用機(jī)制的理想材料，還可作為標(biāo)記性狀在雜種優(yōu)勢利用中加以應(yīng)用。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前報道的水稻葉色突變體已經(jīng)超過163個，這些突變體大致可分白化、黃化、淺綠、白翠、綠白、黃綠、條紋和黃綠等8種類型(Gong H, et al.，Sc1.Agric.Sin.，2001,34(4):686-689)，這些突變大部分是由隱性核基因控制的，至少有124個基因被定位到具體分子標(biāo)記之間，分布在水稻全部12條染色體上，35個葉色相關(guān)的基因被成功克隆，這些基因主要參與葉綠素的合成與降解、葉綠體的發(fā)育與分化等方面(鄧曉娟，等.雜交水稻，2012，27 (5):9-14)。
[0004]雖然已經(jīng)報道了大量水稻葉色相關(guān)的突變體，并且克隆了部分基因，但對水稻中葉綠素合成相關(guān)基因及葉綠體的發(fā)育機(jī)制仍了解甚少。因此，篩選和鑒定水稻葉色相關(guān)突變體并對控制其性狀的基因進(jìn)行克隆及功能研究具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。
三、
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]技術(shù)問題:
[0006]提供一種水稻黃綠葉相關(guān)的蛋白質(zhì)及其編碼該蛋白質(zhì)的基因，本發(fā)明還提供了該蛋白質(zhì)及其編碼基因的應(yīng)用。
[0007]技術(shù)方案:
[0008]本發(fā)明的第一方面，提供了水稻黃綠葉突變體yglll(t)的應(yīng)用，該突變體yglll(t)分類命名:水稻(Oryza sativa),保藏編號CGMCC N0.9160，于2014年5月4在中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心進(jìn)行保藏，地址:北京市朝陽區(qū)北辰西路I號院3號中科院微生物研究所。水稻黃綠葉突變體yglll(t)可以在水稻雜交育種和品種改良中得到應(yīng)用。
[0009]同時提供一種來自水稻黃綠葉突變體yglll(t)的水稻黃綠葉相關(guān)的蛋白質(zhì)，該蛋白質(zhì)具有SEQ ID N0.1所不的氣基酸序列。該蛋白質(zhì)還包括在SEQ ID N0.1所不的氣基酸序列中添加、取代、插入或缺失一個或多個氨基酸且與水稻黃綠葉相關(guān)的由SEQ ID N0.1衍生的蛋白質(zhì)。
[0010]在本發(fā)明的另一方面，提供了編碼上述蛋白質(zhì)的ygl 11 (t)基因，具有SEQ ID N0.2和3所示的核苷酸序列。yglll(t)基因還包括在SEQ ID N0.2和3所示的核苷酸序列中添加、取代、插入或缺失一個或多個核苷酸而生成的突變體、等位基因或衍生物。
[0011]所述的基因可以在水稻雜交育種和品種改良中得到應(yīng)用。
[0012]有益效果:
[0013]本發(fā)明提供了一種水稻黃綠葉相關(guān)蛋白質(zhì)及其編碼基因，該水稻黃綠葉相關(guān)蛋白質(zhì)參與了水稻葉綠素a到葉綠素b的合成過程，編碼該黃綠葉蛋白質(zhì)的YGLll (t)基因雖然降低了突變體的葉綠素含量，但沒有影響黃綠葉突變體的凈光合速率，在分蘗盛期突變體的凈光合速率還極顯著高于野生型。將上述蛋白質(zhì)編碼的基因?qū)氲焦鉁孛魞上挡挥抵校糁品N遇到低溫，造成光溫敏雄性不育系少量自交結(jié)實，混進(jìn)雜交種，下季種植雜交種時，由于雜交種植株表現(xiàn)正常綠色，而不育系自交結(jié)實植株表現(xiàn)為黃綠色，秧田期借助葉色表現(xiàn)就可以方便地剔除雜株，達(dá)到去雜保純的效果，從而有效提高兩系法雜交稻純度，減少生產(chǎn)風(fēng)險。
四、【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是黃綠葉突變體ygl 11⑴及野生型南粳41的表型圖
[0015](A為苗期表型；B為抽穗期表型；C為成熟期葉片；A、B、C中左側(cè)為yglll (t)突變體，右側(cè)為野生型南粳41)
[0016]圖2是黃綠葉突變體yglll (t)與野生型南粳41不同時期的凈光合速率圖
[0017]圖3是YGLll(t)基因的精細(xì)定位與克隆圖(A為YGLll⑴基因的初步定位結(jié)果；B為YGLll⑴基因的精細(xì)定位結(jié)果；(:為YGLll⑴定位區(qū)域內(nèi)含有的開放閱讀框(ORF) ；D為YGLll (t)的編碼基因的序列差異)
[0018]生物保藏
[0019]水稻黃綠葉突變體yglll (t)，分類命名:水稻(Oryza sativa),保藏編號CGMCCN0.9160。于2014年5月4在中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心進(jìn)行保藏，地址:北京市朝陽區(qū)北辰西路I號院3號中科院微生物研究所。
五、【具體實施方式】
[0020]為充分公開本發(fā)明一種水稻黃綠葉相關(guān)蛋白質(zhì)及其編碼基因與應(yīng)用，以下結(jié)合方法驗證和實施實例加以說明。具體實施步驟如下: [0021](一)試驗材料
[0022]水稻黃綠葉突變體來源于粳稻品種南粳41的自然突變，經(jīng)過連續(xù)多代自交繁殖和選擇，該突變體的表型已經(jīng)穩(wěn)定，命名為yglll (t)。構(gòu)建分離群體的另一親本為秈稻測序品種揚(yáng)稻6號(又被稱為:9311)。[0023]南粳41和揚(yáng)稻6號均為公知公用材料，江蘇省農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源中期庫可免費(fèi)提供。具體參考文獻(xiàn)為:仲維功等，優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)粳稻新品種南粳41的選育及栽培技術(shù)，江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2003，4:24-25 ;徐卯林等，優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)抗病中秈新品種揚(yáng)稻6號的選育及利用，中國稻米，2001，I:24-26ο
[0024](二)YGLll⑴基因的精細(xì)定位
[0025]1、突變體7區(qū)111(0的表型
[0026]yglll(t)在整個生育期過程中植株和葉片均表現(xiàn)為黃綠色，與野生型南粳41差異明顯(圖1)。yglll(t)在不同時期的葉綠素含量和類胡蘿卜素含量都明顯低于野生型南粳41，不同時期ygl 11 (t)的葉綠素含量是野生型的45.7 %~74.7 %。其中，葉綠素a含量是野生型的55.2%~87.5%;葉綠素b含量是野生型的12.5%~25.3%;類胡蘿卜含量是野生型的62.3%~97.0% (表1)。利用L1-6400便攜式光合測定儀在分蘗盛期和開花后10天對yglll(t)和野生型的光合速率進(jìn)行測定。ygl I l(t)在分蘗盛期的凈光合速率極顯著高于野生型，比野生型提高了 4.9 μ mo I m^s^1 ；yglll(t)開花后10天的凈光合速率比野生型略低，只降低0.95 μ mol圖2)，差異不顯著，說明yglll(t)葉綠素的降低并沒有降低其凈光合速率。
[0027]表1突變體ygll (t)和野生型南粳41葉片的葉綠素和類胡蘿卜素含量
【權(quán)利要求】
1.水稻黃綠葉突變體7^777的應(yīng)用，該突變體7^777 分類命名:水稻(&Tzasativa ),保藏編號CGMCC N0.9160，于2014年5月4在中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心進(jìn)行保藏，地址:北京市朝陽區(qū)北辰西路I號院3號中科院微生物研究所。
2.來自于權(quán)利要求1所述水稻黃綠葉突變體7^/77“」游一種水稻黃綠葉相關(guān)的蛋白質(zhì)，其特征在于:該蛋白質(zhì)具有SEQ ID N0.1所不的氣基酸序列。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水稻黃綠葉相關(guān)蛋白質(zhì)，其特征在于:所述氨基酸序列還包括在SEQ ID N0.1所示的氨基酸序列中添加、取代、插入或缺失一個或多個氨基酸且與水稻黃綠葉相關(guān)的由SEQ ID N0.1衍生的蛋白質(zhì)。
4.一種編碼權(quán)利要求2所述蛋白質(zhì)的基因，其特征在于:該基因具有SEQ ID N0.2和3所示的核苷酸序列。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基因，其特征在于:所述核苷酸序列還包括在SEQID N0.2和3所示的核苷酸序列中添加、取代、插入或缺失一個或多個核苷酸而生成的突變體、等位基因或衍生物。
6.權(quán)利要求4或5所述的基因在水稻雜交育種和品種改良中的應(yīng)用。
【文檔編號】C12N15/53GK103966178SQ201410231309
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月28日
【發(fā)明者】王軍, 楊杰, 朱金燕, 范方軍, 李文奇, 周勇, 仲維功, 梁國華 申請人:江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院