[发明专利]一种植物雄性育性相关蛋白及其编码基因与应用

说明书

技术领域

本发明属于基因工程领域，涉及一种植物雄性育性相关蛋白及其编码基因与应用。

背景技术

水稻花药的开裂特性是通过控制柱头上萌发的花粉量来影响植株的花粉育性，是影响水稻结实率的一个重要因素。在水稻籼粳杂种F1植株普遍存在较严重的花药不开裂障碍，主要表现为部分花药的一个或两个药室在开花时不开裂，其花药表皮细胞形状不规则，膨大也不够充分。从解剖学方面分析，花药不能正常开裂的原因有几方面，一是亚种间组合部分花药的“药室间组织间隙”未充分发育，药隔维管束细胞结合紧密牢固，开颖时药室开裂困难造成部分花药的传粉障碍。二是发现花药的“药室间组织间隙”发育不够完善，致使该杂种的成熟花药不能很好地开裂。此外，还发现杂种花药中的核糖体状颗粒会引起成熟花粉粒相互聚集，使其不利散粉。三是植株的裂药性受花粉不育基因互作控制，不同杂合座位内等位花粉不育基因互作导致杂种F1花药不开裂的程度不同，不同杂合座位间非等位花粉不育基因互作明显降低杂种F1的裂药程度，杂种F1中含杂合花粉不育基因座位数越多，其裂药指数越小，裂药程度越低。杂种F1花药不开裂的原因随其所含的杂合花粉不育基因座位种类和数目不同而异，总起来看主要包括：药室退化、花药缺乏裂腔或形成的裂腔小、药室严重畸形以及形成的“弹簧”弱等；此外，大量败育花粉的产生也可能是引起杂种F1花药不开裂的原因之一。

对于水稻这种自花授粉植物而言，在花药发育后期必须经历一下三个时期才能顺利完成开花授粉：一是花药能够正常裂药，使成熟的花粉粒释放在柱头上；二是成熟的花粉粒能和柱头亲和以及花粉粒在柱头上萌发；最后是萌发的花粉管能伸长至胚囊中释放2个精细胞，完成双受精的过程。花药的正常开裂是开花植物受精的第一步，在这个发育过程中，有许多的因素影响着花药的开裂。其中植物激素就涉及到花药的裂药、花粉的萌发和双受精等过程。如植物激素生长素就是植物生长发育调控的核心激素，生长素含量过高或过低都会对植物的生长发育产生不利影响，特别在花药的开裂以及花粉的萌发和生长。因此在水稻花药合成的生长素的浓度必然要求有相应的机制严格控制它的含量。否则将导致植株的雄性不育出现。目前，水稻花药开裂的机制并不清楚。

发明内容

本发明的目的是提供一种植物雄性育性相关蛋白。

本发明的另一目的是提供该蛋白的编码基因与应用。

本发明提供的植物雄性育性相关蛋白(OsRad1)，来源于稻属水稻(Oryza sativa var.日本晴)，具有如(a)或(b)所示的氨基酸残基序列：

(a)由SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；

(b)将SEQ ID NO.1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/或添加衍生得到的与植物雄性育性相关的蛋白质。

序列表中的序列1由300个氨基酸残基组成，自第149至251位为2酮戊二酸-Fe²⁺加氧酶(2OG-FeII Oxy)结构域。

为了使(a)中的OsRad1便于纯化，可在由SEQ ID NO.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