[发明专利]一种水稻叶绿体核糖体蛋白及其编码基因和应用

说明书

本发明公开了一种水稻叶绿体核糖体蛋白及其编码基因和应用，所述蛋白具有如SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列，所述编码基因的DNA序列如SEQ ID NO.2所示，全长3963bp，CDS序列如SEQ ID NO.3所示。经基因预测和功能鉴定发现，该蛋白为叶绿体核糖体小亚基蛋白S1，将该蛋白的编码基因导入叶绿体发育异常的突变体植株中，可以培育成含正常色素且发育正常的植株，而它的缺失突变可导致水稻幼苗白化致死。该蛋白及其编码基因的发现对研究植物生长、发育、遗传及光合作用具有重要意义，为进一步利用基因工程手段培育高光效的作物品种提供潜在的应用价值。

技术领域

本发明涉及的是遗传学技术领域，尤其涉及的是一种水稻叶绿体核糖体蛋白及其编码基因和应用。

背景技术

水稻是世界上最重要的粮食作物之一，其产量受到多种因素的调控，光合作用是影响水稻产量的关键因素之一。叶绿体是光合作用以及多种代谢产物合成和积累的主要场所，为植株的发育提供能量源泉，叶绿体发育受阻将影响植物体的生长。叶绿体核糖体主要负责叶绿体中质体编码蛋白的转录和翻译，已有的研究表明叶绿体核糖体蛋白在核糖体形成、质体蛋白合成、叶绿体分化和早期叶绿体发育的过程中行使重要的功能。某些叶绿体编码的质体蛋白为叶绿体核糖体、光系统I和II等的重要组分；已有研究显示编码叶绿体核糖体蛋白的基因突变导致胚胎发育受阻、幼苗致死以及降低植株的光合作用等，这些研究有助于我们更好的认知光合作用机理。

叶绿素缺失突变体是研究光合作用、光形态建成等生理过程的理想材料，关于叶绿素缺失突变体的应用越来越受关注，可利用这些突变体资源，为进一步通过基因工程手段培育高光效的水稻品种提供依据。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种水稻叶绿体核糖体蛋白及其编码基因和应用，以提供一种新的与水稻叶绿体发育相关的蛋白及其基因，为进一步认知光合作用机理、培育高光效作物品种提供基础。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种水稻叶绿体核糖体蛋白，所述蛋白具有如SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列，或具有如SEQ ID NO.1所示的氨基酸序列的一个或若干氨基酸残基经取代和/或缺失和/或插入衍生得到的氨基酸序列，该蛋白命名为ASL4蛋白。

本发明还提供了一种上述水稻叶绿体核糖体蛋白的编码基因，该编码基因的DNA序列如SEQ ID NO.2所示，全长3963bp，包含7段外显子和6段内含子，该编码基因的CDS序列如SEQ ID NO.3所示，全长1209bp，命名为ALS4基因。

本发明还提供了上述编码基因在培育高光效作物品种中的应用。

本发明还提供了一种植物表达载体，所述植物表达载体为多克隆位点区域依次连接有启动子、上述ALS4基因的CDS序列、以及终止子的pCAMBIA1305载体。

本发明还提供了一种水稻幼苗致死的基因序列，该序列包含上述ALS4基因DNA序列的第4内含子的第37位碱基到终止密码子(TGA)下游的第2312位碱基，全长2855bp，该基因序列为单隐性核基因，其缺失可导致植株叶绿素和类胡萝卜素合成受阻，叶绿体不能分化，植株苗期白化致死。

本发明还提供了一种鉴定上述水稻幼苗致死的基因序列的特异性InDel标记，所述标记的上游核苷酸序列如SEQ ID NO.4所示，下游核苷酸序列如SEQ ID NO.5所示。