[发明专利]一种水稻胚乳粉质相关基因OsPDC-E1-α1及其编码蛋白质和应用

说明书

本发明公开一种水稻胚乳粉质相关基因OsPDC‑E1‑α1及其编码蛋白质和应用。本发明提供的基因OsPDC‑E1‑α1，为如下1)或2)或3)或4)所述的DNA分子：1)SEQ ID NO.1所示的DNA分子；2)SEQ ID NO.2所示的DNA分子；3)在严格条件下与1)或2)限定的DNA序列杂交且编码所述蛋白的DNA分子；4)与1)或2)或3)限定的DNA序列具有90％以上同源性，且编码植物造粉体发育相关蛋白的DNA分子。本发明还提供所述基因编码的蛋白质，将所述蛋白的编码基因导入造粉体发育异常的植物中，可以培育造粉体发育正常的转基因植物。所述蛋白及其编码基因可以应用于植物遗传改良。

技术领域

本发明属于基因工程领域，具体涉及一种水稻胚乳粉质相关基因OsPDC-E1-α1及其编码蛋白质和应用。

背景技术

水稻是重要的粮食作物，也是植物研究的模式植物之一。水稻种子在成熟过程中积累大量的淀粉，为种子萌发和幼苗生长发育提供主要的能量，同时这些数量可观的淀粉也成为人类重要的食物来源。水稻种子中，淀粉由直链淀粉和支链淀粉组成，其合成和积累不仅影响了种子的大小，还决定这稻米的品质。造粉体是造粉体发育和储藏的主要场所，维持其结构的完整性对于正常的造粉体发育和贮存是极为重要的。在种子发育的过程中，淀粉以淀粉粒的形式在造粉体中合成和存储，随着造粉体中淀粉的不断合成，淀粉粒逐渐增大最终几乎占据造粉体所有内部空间。因此，造粉体的发育对淀粉的积累至关重要，研究造粉体的发育对提高产量和改良稻米品质有重要意义。

高等植物中，淀粉是植物储存的主要碳水化合物，大量存在于块茎、块根、种子中，叶片、花器官中也有存在，它不仅是人类主要的能量来源，而且是重要的工业原料。淀粉的合成是一个复杂且精密的过程，需要许多酶类和调控因子的参与，一直以来都是研究的重点，但是关于调控造粉体发育的分子机理，特别是造粉体膜结构，目前研究得还不够清楚。因此，新的调控因子的挖掘对研究水稻造粉体发育和未来稻米品质改良工作具有重要意义。

水稻胚乳造粉体发育异常突变体包括胚乳粉质、皱缩、垩白等突变体，这些突变体中的淀粉粒形态和大小几乎都不同程度地受到了影响。在水稻中，筛选胚乳发育异常的突变体是挖掘新的造粉体发育关键因子的重要方法。随着分子生物学和分子遗传学方法与技术的快速发展，已经有一些调节水稻造粉体发育的基因被精细定位和克隆，但是其调控机制还不清楚，这就需要我们定位和克隆更多的相关基因来进一步揭示水稻造粉体发育的机制。

发明内容

本发明的目的在于公开一种水稻胚乳粉质相关基因OsPDC-E1-α1及其编码蛋白质和应用。

本发明提供的基因OsPDC-E1-α1，为如下1)或2)或3)或4)所述的DNA分子：

1)SEQ ID NO.1所示的DNA分子；

2)SEQ ID NO.2所示的DNA分子；

3)在严格条件下与1)或2)限定的DNA序列杂交且编码所述蛋白的DNA分子；

4)与1)或2)或3)限定的DNA序列具有90％以上同源性，且编码植物造粉体发育相关蛋白的DNA分子。

序列表中的SEQ ID NO.1，由3829个核苷酸组成。

本发明还提供了一种上述基因OsPDC-E1-α1编码的蛋白质。

具体的，本发明提供的蛋白质，选自如(a)或(b)所示的任一种：

(a)由SEQ ID NO.3所示的氨基酸序列组成的蛋白质；

(b)将SEQ ID NO.3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/或添加且与造粉体发育相关的由SEQ ID NO.3衍生的蛋白质。

序列表中的SEQ ID NO.3，由425个氨基酸组成。