[发明专利]拟南芥ERF蛋白及其编码基因在调控植物花粉育性中的应用

说明书

技术领域

本发明属于植物分子生物学技术领域，涉及一种拟南芥ERF蛋白及其编码基因在调控植物花粉育性中的应用。

背景技术

从上世纪70年代以来，杂种优势利用为我国水稻生产做出了重大的贡献。面临我国经济发展对农业生产所提出“高产、优质、高效、安全、生态”的新的重大需求，能否进一步发掘杂种优势的应用潜力以应对，就成为摆在当代科学家面前的一个严峻挑战。

杂种优势的形成基于两个不同亲本的组合。要在现有应用的基础上进一步发掘其潜力，除了需要加强杂种优势形成机制的研究之外，还急需建立有效的方法来创造雄性不育性状，以便有效扩大杂交组合的筛选和优秀组合在生产上的应用。

目前，在育种工作和生产上广泛应用的雄性不育性状多来自于自然突变及其性状转育株系。雄性不育性状的来源十分有限，是扩大杂交组合筛选特别是应用的严重制约因子。虽然在20世纪90年代初美国科学家就已经证明通过生物技术的方法可以创制人工控制的雄性不育性状，但是，按照目前国际通行的规则，所有具有应用潜力的创新都受到知识产权保护。因此，寻找新的、具有自主知识产权的创制人工控制雄性不育性状的思路和方法，已经成为希望把握发掘杂种优势应用潜力主动权的国家和地区所面临的无法回避、亟待解决的关键问题之一。

长期以来，人们一直利用常规育种的方法选育不育系，或者把不育性从一个品种转育到另一个品种中，这些方法周期长、见效慢，不能满足生产发展的迫切需要。目前，也有许多控制植物雄性不育性的基因被克隆，但是由于植物的不育性受核基因、线粒体基因、叶绿体基因和环境因素的影响，作用机理比较复杂，人们对其认识还不足，所以难在短期内获得明显的效果，基因工程雄性不育与用常规方法选育雄性不育相比具有一些特点：选育周期缩短，育性相对稳定，受环境影响小，对基因型依赖少，环境污染少。Mariani等人在1990年开创了一个创造植物雄性不育的新途径。他们应用来自于烟草的花药绒毡层特异启动子（TA29）和核糖核酸酶基因（Barnase）嵌合后转化烟草和油菜，由于核糖核酸酶的作用，转基因烟草和油菜的花药绒毡层被破坏，形成花粉败育，而转基因烟草的其他器官发育正常。目前除了Barnase基因以外，还有许多其他功能基因被应用于基因工程雄性不育的研究。

发明内容

本发明的目的是提供一种拟南芥ERF蛋白及其编码基因在调控植物花粉育性中的应用。

本发明所提供的应用，具体为由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质（命名为ERF蛋白）或其编码基因（命名为ERF基因）在调控植物花粉育性中应用。

上述应用具体体现在：所述由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的ERF蛋白在所述植物中的表达量越低，所述植物的花粉育性越低；所述由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的ERF蛋白在所述植物中的表达量越高，所述植物的花粉育性越高。

由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的（ERF蛋白）或其编码基因（ERF基因）在选育花粉育性降低或提高的植物品种中的应用也属于本发明的保护范围。

在实际应用中，当所选育的植物品种为花粉育性降低的植物品种时，需将所述ERF蛋白表达量较低的植株作为亲本进行杂交。当所选育的植物品种为花粉育性提高的植物品种时，需将所述ERF蛋白表达量较高的植株作为亲本进行杂交。

本发明的再一个目的是提供一种培育转基因植物的方法。

本发明所提供的培育转基因植物的方法，具体可为如下（A）或（B）：

（A）培育花粉育性提高的转基因植物的方法，包括如下步骤：

a）向目的植物中导入由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质的编码基因，得到表达所述编码基因的转基因植物；

b）从步骤a）所得转基因植物中得到与所述目的植物相比，花粉育性提高的转基因植物；

（B）培育花粉育性降低的转基因植物的方法，包括如下步骤：

c）在目的植物中对由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质的编码基因进行抑制表达，得到转基因植物；

d）从步骤c）所得转基因植物中得到与所述目的植物相比，花粉育性降低的转基因植物。

在上述应用或方法中，所述由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质（ERF蛋白）的编码基因（ERF基因）是如下（1）至（4）中任一所述的DNA分子：

（1）编码序列为序列表中序列2所示的DNA分子；

（2）序列表中序列2所示的DNA分子；