一种与提高植物含油量相关的蛋白及其编码基因与应用制造技术

本发明专利技术公开了一种与提高植物含油量相关的蛋白及其编码基因与应用。本发明专利技术还公开了该蛋白在如下m1)-m5)中任一种中的应用：m1)调控酵母菌甘油三酯含量；m2)调控植物油分含量；m3)构建甘油三酯产量提高的重组酵母；m4)培育油分含量提高的转基因植物；m5)植物育种。本发明专利技术提供了一种与植物种子含油量相关的蛋白及其编码基因，对进一步阐明植物种子含油量分子机理以及通过基因工程技术和手段培育种子高含油量的作物新品种具有重要的理论和现实意义。义。义。

【技术实现步骤摘要】
一种与提高植物含油量相关的蛋白及其编码基因与应用


[0001]本专利技术属于生物
，具体涉及一种与提高植物含油量相关的蛋白及其编码基因与应用，特别涉及一种来源于棉花的与提高植物含油量相关的蛋白及其编码基因与应用。

技术介绍

[0002]棉花是世界上重要的纤维作物和油料作物。我国常年植棉面积约600万公顷，皮棉约760万吨，棉籽1300万吨。棉籽作为棉花生产的主要副产品，按每生产1kg皮棉可约产生1.65kg棉籽，产量巨大；棉籽去壳后的棉仁占种子重量的55％-60％，其中油分含量达30％-40％。棉籽油用作食用油，因富含人体必须脂肪酸，其中亚油酸含量约占55％，有利于减少人体心血管疾病的发生；棉籽油还可以用于生产生物柴油，其中脂肪酸的碳链长度99％集中在C16和C18，不仅转化率高达95％以上，而且不含硫而富含氧，燃烧完全而不污染环境。
[0003]我国棉花种植较为集中，产量较为稳定，除棉纤维可投入纺织品生产外，棉籽油还可以用来缓解我国食用植物油的短缺，而且还可以为生物柴油生产提供原料，有利于环境保护。

技术实现思路

[0004]本专利技术的第一个目的是提供GhGPAT蛋白质或与GhGPAT蛋白质相关的生物材料的新用途。
[0005]本专利技术提供了GhGPAT蛋白质或与GhGPAT蛋白质相关的生物材料在如下m1)-m5)中任一种中的应用：
[0006]m1)调控酵母菌甘油三酯含量；
[0007]m2)调控植物油分含量；
[0008]m3)构建甘油三酯产量提高的重组酵母；
[0009]m4)培育油分含量提高的转基因植物；
[0010]m5)植物育种。
[0011]上述应用中，所述GhGPAT蛋白质来源于陆地棉Gossypium hirsutum L.，是如下a)或b)或c)或d)所示的蛋白质：
[0012]a)氨基酸序列是序列3所示的蛋白质；
[0013]b)在序列3所示的蛋白质的N端和/或C端连接标签得到的融合蛋白质；
[0014]c)将序列3所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的具有相同功能的蛋白质；
[0015]d)与序列3所示的氨基酸序列具有75％或75％以上的同源性且具有相同功能的蛋白质。
[0016]为了使a)中的蛋白质便于纯化，可在序列表中序列3所示的蛋白质的氨基末端或羧基末端连接上如表1所示的标签。
[0017]表1、标签的序列
[0018]标签残基序列Poly-Arg5-6(通常为5个)RRRRRPoly-His2-10(通常为6个)HHHHHHFLAG8DYKDDDDKStrep-tag II8WSHPQFEKc-myc10EQKLISEEDL
[0019]上述c)中的蛋白质GhGPAT，所述一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加为不超过10个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加。
[0020]上述c)中的蛋白质GhGPAT可人工合成，也可先合成其编码基因，再进行生物表达得到。
[0021]上述c)中的蛋白质GhGPAT的编码基因可通过将序列1所示的DNA序列中缺失一个或几个氨基酸残基的密码子，和/或进行一个或几个碱基对的错义突变，和/或在其5
′
端和/或3
′
端连上表1所示的标签的编码序列得到。
[0022]上述应用中，所述与GhGPAT蛋白质相关的生物材料为下述A1)至A8)中的任一种：
[0023]A1)编码GhGPAT蛋白质的核酸分子；
[0024]A2)含有A1)所述核酸分子的表达盒；
[0025]A3)含有A1)所述核酸分子的重组载体；
[0026]A4)含有A2)所述表达盒的重组载体；
[0027]A5)含有A1)所述核酸分子的重组微生物；
[0028]A6)含有A2)所述表达盒的重组微生物；
[0029]A7)含有A3)所述重组载体的重组微生物；
[0030]A8)含有A4)所述重组载体的重组微生物。
[0031]进一步的，A1)所述核酸分子为如下1)或2)或3)所示的基因：
[0032]1)其编码序列是序列1所示的cDNA分子或序列2所示的基因组DNA分子；
[0033]2)与1)限定的核苷酸序列具有75％或75％以上同一性，且编码GhGPAT蛋白质的cDNA分子或基因组DNA分子；
[0034]3)在严格条件下与1)或2)限定的核苷酸序列杂交，且编码GhGPAT蛋白质的cDNA分子或基因组DNA分子。
[0035]其中，所述核酸分子可以是DNA，如cDNA、基因组DNA或重组DNA；所述核酸分子也可以是RNA，如mRNA或hnRNA等。在本专利技术中，序列表中的序列1由1503个脱氧核苷酸组成，是GhGPAT蛋白质的全长cDNA序列，且第1位至第1503位为开放阅读框。序列表中的序列2为GhGPAT基因组DNA分子，全长2339bp，由2个外显子(第1-618位和第1455-2339位)和1个内含子(第619-1454位)组成。
[0036]本领域普通技术人员可以很容易地采用已知的方法，例如定向进化和点突变的方法，对本专利技术的编码GhGPAT的核苷酸序列进行突变。那些经过人工修饰的，具有与本专利技术分离得到的GhGPAT的核苷酸序列75％或者更高同一性的核苷酸，只要编码GhGPAT且具有相同功能，均是衍生于本专利技术的核苷酸序列并且等同于本专利技术的序列。
[0037]这里使用的术语“同一性”指与天然核酸序列的序列相似性。“同一性”包括与本发
明的编码序列3所示的氨基酸序列组成的蛋白质的核苷酸序列具有75％或更高，或85％或更高，或90％或更高，或95％或更高同一性的核苷酸序列。同一性可以用肉眼或计算机软件进行评价。使用计算机软件，两个或多个序列之间的同一性可以用百分比(％)表示，其可以用来评价相关序列之间的同一性。
[0038]上述严格条件是在2
×
SSC，0.1％SDS的溶液中，在68℃下杂交并洗膜2次，每次5min，又于0.5
×
SSC，0.1％SDS的溶液中，在68℃下杂交并洗膜2次，每次15min；或，0.1
×
SSPE(或0.1
×
SSC)、0.1％SDS的溶液中，65℃条件下杂交并洗膜。
[0039]上述75％或75％以上同一性，可为80％、85％、90％或95％以上的同一性。
[0040]上述应用中，A2)所述的含有编码GhGPAT的核酸分子的表达盒(GhGPAT基因表达盒)，是指能够在宿主细胞中表达GhGPAT的DNA，该DNA不但可包括启动GhGPAT转录的启动子，还可包括终止GhGPAT转录的终止子。进一步的，所述表达盒还可包括增强子序列。可用于本专利技术的启动子包括但不限于：组成型启动子；组织、器官和发育特异的启动子及诱导型启动子。合适的转录终止子包括但本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.GhGPAT蛋白质在如下m1)-m5)中任一种中的应用：m1)调控酵母菌甘油三酯含量；m2)调控植物油分含量；m3)构建甘油三酯产量提高的重组酵母；m4)培育油分含量提高的转基因植物；m5)植物育种；所述GhGPAT蛋白质是如下a)或b)或c)或d)所示的蛋白质：a)氨基酸序列是序列3所示的蛋白质；b)在序列3所示的蛋白质的N端和/或C端连接标签得到的融合蛋白质；c)将序列3所示的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加得到的具有相同功能的蛋白质；d)与序列3所示的氨基酸序列具有75％或75％以上的同源性且具有相同功能的蛋白质。2.与GhGPAT蛋白质相关的生物材料在如下m1)-m5)中任一种中的应用：m1)调控酵母菌甘油三酯含量；m2)调控植物油分含量；m3)构建甘油三酯产量提高的重组酵母；m4)培育油分含量提高的转基因植物；m5)植物育种；所述与GhGPAT蛋白质相关的生物材料为下述A1)至A8)中的任一种：A1)编码GhGPAT蛋白质的核酸分子；A2)含有A1)所述核酸分子的表达盒；A3)含有A1)所述核酸分子的重组载体；A4)含有A2)所述表达盒的重组载体；A5)含有A1)所述核酸分子的重组微生物；A6)含有A2)所述表达盒的重组微生物；A7)含有A3)所述重组载体的重组微生物；A8)含有A4)所述重组载体的重组微生物。3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于：A1)所述核酸分子为如下1)或2)或3)所示的基因：1)其编码序列是序列1所示的cDNA分子或序列2所示的基因组DNA分子；2)与1)限定的核苷酸序列具有75％或7...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔宇鹏，于霁雯，贾冰，裴文锋，吴嫚，马建江，张金发，
申请(专利权)人：中国农业科学院棉花研究所，
类型：发明
国别省市：