本发明专利技术属于生物基因工程技术领域，具体为一种水稻组蛋白赖氨酸修饰识别蛋白及其编码基因与应用。该识别蛋白是下述氨基酸残基序列之一：1）序列表中的SEQ ID No：1；2）将序列表中的SEQ ID No:1的氨基酸残基序列经过一至五十个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且对植物的生长发育具有调控作用的蛋白质。本发明专利技术还包括含有本发明专利技术基因的重组表达载体、转基因细胞系和工程菌以及扩增该基因中任一片段的引物对。该水稻组蛋白赖氨酸修饰识别蛋白的编码基因的反义转基因株系生长矮小。本发明专利技术为植物品种改良提供了一个优质基因，具有较高的实际应用价值，应用前景广阔。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物基因工程
，具体涉及一种与水稻表观遗传学调控相关的组蛋白赖氨酸修饰识别蛋白及其编码基因与应用。
技术介绍
组蛋白赖氨酸修饰是一种重要的表观遗传学修饰，这种修饰强烈的影响着染色质的结构。不同的甲基化修饰密码与不同的转录状态相关（激活/抑制）。一般认为，组蛋白H3 N末端第9、27位赖氨酸（H3K9和H3K27）、组蛋白H4 N末端第20位赖氨酸（H4K20）与转录抑制相关，组蛋白H3 N末端第4和36位赖氨酸（H3K4和H3K36）与转录激活相关。这些组蛋白甲基化修饰通过影响基因表达的可变性，最终影响植物发育的各个方面。在植物中已经鉴定到了许多负责甲基化修饰建立的酶，这其中H3K4和H3K36甲基化修饰在植物生长发育过程中起着至关重要的作用。SDG2是主效的H3K4甲基转移酶，sdg2突变体表现出植株矮小、纯合不育、雌雄配子体发育异常等多效性的表型 （Berr, A, McCallum, E.J, Menard, R, Meyer, D, Fuchs, J, Dong, A. and Shen, W-H. Arabidopsis SET DOMAIN GROUP2 is required for H3K4 trimethylation and is crucial for both sporophyte and gametophyte development. Plant Cell, 22, 3232-3248.）。而SDG8是主效的H3K36甲基转移酶（Zhao Z, Yu Y, Meyer D, Wu C, and Shen W-H. Prevention of early flowering by expression of FLOWERING LOCUS C requires methylation of histone H3 K36. Nat Cell Biol, 2005, 7, 1156-1160.）。SDG8 特异性地催化 H3K36 的双甲基化和三甲基化， sdg8 突变体表现出早花植株明显变小，育性下降等表型。Microarray 的分析进一步显示 SDG8 可能在转录调节、信号转导、体内代谢等多种生理途径中发挥功能（Xu L, Zhao Z, Dong A, Soubigou-Taconnat L, Renou JP, Steinmetz A, and Shen W-H. Di- and tri- but not monomethylation on histone H3 lysine 36 marks active transcription of genes involved in flowering time regulation and other processes in Arabidopsis thaliana. Mol Cell Biol, 2008, 28, 1348-1360.）。尽管已经鉴定得到了许多建立甲基化修饰的蛋白，但是，这些甲基化修饰发挥功能的分子机制还是阐述得不是十分清楚。推测这种被修饰过的组蛋白残基会作为一种信号分子整合不同的作用因子，最终发挥生物学功能。最近的研究发现一系列被称为reader的蛋白可以识别不同的赖氨酸修饰残基。最近我们实验室报道了拟南芥中的Morf Related Gene（MRG）蛋白作为H3K4和H3K6的识别蛋白，可以通过和CO蛋白结合调控开花基因FT的表达，从而控制拟南芥开花时间（Bu, Z, Yu, Y, Li, Z, Liu, Y, Jiang, W., Huang, Y. and Dong, A.W. Regulation of Arabidopsis flowering by the histone mark readers MRG1/2 via interaction with CONSTANS to modulate FT expression. PLoS Genet, 10, e1004617.）。与双子叶植物拟南芥不同，水稻是单子叶植物的模式生物。双子叶和单子叶植物，虽然可能基因间具有比较高的保守性,但它们的生长发育的调控机制可能存在很大差异。例如，水稻是典型的短日照植物，而拟南芥则是典型的长日照植物。水稻中组蛋白H3K36甲基化修饰的识别蛋白研究目前是一片空白。而研究水稻的价值，不仅在于它巨大的经济价值，还在于它是研究同为单子叶禾本科植物玉米、小麦、高粱等其他作物的理想模型。可以为我国的水稻分子育种提供理论基础和种质资源。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一个来源于水稻的组蛋白赖氨酸修饰识别蛋白及其编码基因与应用本专利技术所提供的组蛋白赖氨酸修饰识别蛋白，名称为MRG702，来源于水稻（Oryza sativa ssp. japonica），是下述氨基酸残基序列之一：1）序列表中的SEQ ID No:1;2）将序列表中的SEQ ID No:1的氨基酸残基序列经过一至五十个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且对植物的生长发育具有调控作用的蛋白质。序列表中的SEQ ID No:1由305个氨基酸残基组成。编码本专利技术组蛋白赖氨酸修饰识别蛋白的基因（MRG702），是下述核苷酸序列之一：1) 序列表中的SEQ ID No:2的核苷酸序列；2) 编码序列表中的SEQ ID No:1蛋白质序列的DNA；3) 与序列表中的SEQ ID No:2限定的核苷酸序列具有90％以上同源性且编码相同功能蛋白质的核苷酸序列；4) 在高严谨条件下可与序列表中的SEQ ID No:2限定的DNA序列杂交的核苷酸序列。上述高严谨条件为：用0.1×SSPE（或0.1×SSC），0.1%SDS的溶液，在65℃下杂交并洗膜。序列表中的SEQ ID No:2由918个碱基组成，其编码框为自5’端第1-918位碱基，编码具有序列表中的SEQ ID No:1的氨基酸残基序列的蛋白质。本专利技术还包括含有本专利技术基因的重组表达载体、转基因细胞系和工程菌以及扩增该基因中任一片段的引物对。本专利技术还提供上述 的水稻组蛋白赖氨酸修饰识别蛋白基因在调控植物生长发育中的应用。在实际应用中，将上述水稻组蛋白赖氨酸修饰识别蛋白基因的反义表达载体转化水稻，得到生长矮小的水稻，使植物的生长发育得到调控。上述重组表达载体均可按照常规方法构建。本专利技术的水稻组蛋白赖氨酸修饰识别蛋白基因的反义转基因植株株系生长矮小。本专利技术为植物品种的改良提供了一个优质基因，同时也对深入理解组蛋白赖氨酸修饰识别蛋白的生物学功能和生物学过程，进一步破译组蛋白密码和理解组蛋白密码在高等植物生长发育、遗传变异中的作用具有非常重要的意义。本专利技术的蛋白质及其编码基因具有较高的实际应用价值，应用前景广阔。附图说明图1为水稻组蛋白赖氨酸修饰识别蛋白MRG702的蛋白活性测定结果。图2为野生型水稻（WT）和T2代转反义MRG702基因水稻（MRG702Ri-1）本文档来自技高网...
【技术保护点】
水稻组蛋白赖氨酸修饰识别蛋白，其特征在于来源于水稻，名称为MRG702，是具有下述氨基酸残基序列之一的蛋白质：（1）SEQ ID No:1; （2）将SEQ ID No:1的氨基酸残基序列经过一至五十个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且对植物的生长发育具有调控作用的蛋白质。
【技术特征摘要】
1. 水稻组蛋白赖氨酸修饰识别蛋白，其特征在于来源于水稻，名称为MRG702，是具有下述氨基酸残基序列之一的蛋白质：
（1）SEQ ID No:1;
（2）将SEQ ID No:1的氨基酸残基序列经过一至五十个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且对植物的生长发育具有调控作用的蛋白质。
2. 编码权利要求1所述的组蛋白赖氨酸修饰识别蛋白的基因。
3. 根据根据权利要求2所述的基因，其特征在于：所述基因是下述核苷酸序列之一：
（1）SEQ ID No:2的核苷酸序列；
（2）编码SEQ ID No:1蛋白质序列的DNA；
（3）与SEQ ID No:2限定的核苷酸序列具有90％以上同源性且编码相同功能蛋白质的核苷酸序列；
（4）在高严谨条件下可与...
【专利技术属性】
技术研发人员：俞瑜，董爱武，石金磊，刘兵，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
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