[发明专利]植物木质素合成相关蛋白及其编码基因和应用

说明书

本发明公开了一种植物木质素合成相关蛋白及其编码基因和应用。本发明提供的蛋白质，获自玉米(Zea mays L.)，命名为ZmMZS蛋白，是如下(a)或(b)：(a)由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；(b)将序列1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/或添加且与植物木质素合成相关的由序列1衍生的蛋白质。ZmMZS蛋白的编码基因，命名为ZmMZS基因，也属于本发明的保护范围。过表达ZmMZS基因可以促使植物木质素含量增高，从而抗倒伏性能增强。抑制植物中ZmMZS基因的表达可以促使植物木质素含量降低，可作为生物能源的原材料。本发明在玉米分子育种中具有重要意义。

技术领域

本发明涉及一种植物木质素合成相关蛋白及其编码基因和应用。

背景技术

玉米是世界上最重要的食粮之一,现今全世界约有三分之一人口以玉米作为主要食粮。玉米的蛋白质含量高于大米,脂肪含量高于面粉、大米和小米,含热量高于面粉、大米及高粱。在城市及较发达地区,玉米是调剂口味不可缺少的食品。随着玉米加工工业的发展,玉米的食用品质不断改善,新的玉米食品如玉米片、玉米面、玉米渣、特制玉米粉、速食玉米等随之产生,并可进一步制成面条、面包、饼干等。玉米还可加工成为玉米蛋白、玉米油、味精、酱油、白酒等,这些产品在国内外市场上很受欢迎。玉米是饲料之王。据报道,100千克玉米的饲用价值相当于135千克燕麦,120千克高粱或150千克籼米。玉米的副产品秸秆也可制成青贮饲料。世界上大约65-70％的玉米都用作饲料,发达国家高达80％,是畜牧业赖以发展的重要基矗。

木质素是三种苯丙烷单元通过醚键和碳碳键相互连接形成的具有三维网状结构的生物高分子，存在于木质组织中，主要作用是通过形成交织网来硬化细胞壁，为次生壁主要成分。木质素主要位于纤维素纤维之间，起抗压作用。一方面，降低木质素含量后的玉米秸秆更容易转化为生物能源。另一方面，增加木质素含量后的玉米植株，抗倒伏性更强。

发明内容

本发明的目的是提供一种植物木质素合成相关蛋白及其编码基因和应用。

本发明提供的蛋白质，获自玉米(Zea mays L.)，命名为ZmMZS蛋白，是如下(a)或(b)：

(a)由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；

(b)将序列1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/或添加且与植物木质素合成相关的由序列1衍生的蛋白质。

为了使(b)中的蛋白质便于纯化和检测，可在由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成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。

表1标签的序列

上述(b)中的蛋白质可人工合成，也可先合成其编码基因，再进行生物表达得到。上述(b)中的蛋白质的编码基因可通过将序列表中序列2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。

ZmMZS蛋白的编码基因，命名为ZmMZS基因，也属于本发明的保护范围。

ZmMZS基因为如下(1)至(3)中任一所述的DNA分子：

(1)编码区如序列表中序列2所示的DNA分子；

(2)在严格条件下与(1)限定的DNA序列杂交且编码植物木质素合成相关蛋白的DNA分子；

(3)与(1)限定的DNA序列具有90％以上同源性且编码植物木质素合成相关蛋白的DNA分子。

上述严格条件可为用0.1×SSPE(或0.1×SSC)，0.1％SDS的溶液，在DNA或者RNA杂交实验中65℃下杂交并洗膜。