CN106318923A - 一种高温逆境下调控叶绿体发育的蛋白质及其基因和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高温逆境调控叶绿体发育及光合速率的蛋白质及其基因和应用。该基因编码蛋白是具有SEQ ID NO:2所示的氨基酸序列，该编码基因具有SEQ ID NO:1 所示的基因组核苷酸序列，具有SEQ ID NO:3 所示的CDNA核苷酸序列。该水稻叶绿体发育编码基因发生突变可导致幼高温白化苗死亡以及幼穗白化，净光合速率减弱。将其应用于植物遗传改良等工作，是重要的指示基因，可作为目的基因应用于杂交水稻制种，可以方便检测杂交后代的纯度，将其过量表达有利于提高植物的光合作用，可应用于植物高光效育种。

Description

一种高温逆境下调控叶绿体发育的蛋白质及其基因和应用

技术领域

本发明属于植物基因工程领域，具体地说，本发明涉及一种利用图位克隆技术克隆水稻WLP2基因(其编码蛋白质为类果糖激酶1，OsFLN1）以及利用转基因实验鉴定该基因的功能，同时利用该基因调节叶绿体发育，提高光合速率，应用于水稻两系不育系制种及高光效育种中。

背景技术

水稻作为世界上最主要的粮食作物之一,其产量在全球粮食问题中起着举足轻重的作用（王旭军et al.2005）。一切动物植物的能量最终来源都是太阳能，而光合作用作为生命最重要的能量代谢过程，其效率直接决定水稻的产量以及品质等性状。作为光合反应的发生器，研究叶绿体的发育进程及其调控光合效率机理，有效利用基因工程提高水稻的光合能力，培育高光效水稻，增加水稻产量具有重要的理论意义和应用价值。近年来，叶色的应用价值备受关注，叶色变异可以作为标记性状，在水稻杂交育种和良种繁育发挥重要作用，不但可以用于苗期剔除受外源花粉污染的种子和假杂种，还可以用于测定种子纯度（章志兴and陈善福2001）。

作为世界上最重要的粮食作物之一，水稻叶片是进行光合作用的主要器官，其籽粒中三分之二以上的干物质积累是在开花后通过光合作用而获得的。光合作用的效率，叶绿体的发育涉及到质体基因组和核基因组的协调调节。核基因编码的叶绿体相关蛋白通过影响质体基因转录的PEP聚合酶的活性从而来对质体基因进行调控(Wimmelbacher andBornke 2014, Yua, Ma et al. 2014)。前人通过生物化学等方法分离出PEP聚合酶附近的复合物，其中可溶性复合物我们称之为TAC复合物 (Hammani, des Francs-Small et al.2011； Huang, Yu et al. 2013)。TAC主要参与调控质体基因的表达，保证质体基因组DNA的稳定、保护其不受各种逆境伤害如氧化还原逆境、强光照、高温逆害等(Chateigner-Boutin, Ramos-Vega et al. 2008；Pfalz, Holtzegel et al. 2015)，因而TAC复合物对于叶绿体的基因表达以及叶绿体正常发育有着非常重要的作用 (Ogawa, Nishimura etal. 2009)。目前在拟南芥、芥菜以及玉米种鉴定出TAC复合物相关组分蛋白，然而在水稻中目前还未有其相关报道。此外目前对TAC复合物的研究还只是停留在初始阶段，各组分的具体功能以及组分之间的相互关系，调控PEP活性的具体机理还不是很清楚，有待深入进一步研究。

WLP2编码水稻类果糖激酶1，关于水稻中该基因的克隆及生物学功能研究还未见报道。WLP2是拟南芥AtFLN1在水稻里的同源基因，而AtFLN1在拟南芥以及芥菜中是叶绿体基因转录激活复合体TAC的重要底物，与质体RNA聚合酶核心亚基作用，进而参与叶绿体的发育过程。而在水稻中WLP2 如何参与稳定PEP聚合酶活性以及维持叶绿体发育、高效光合效率的机制还不清楚，目前水稻中还无相关报道。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明设计提供一种水稻白叶白穗且幼苗高温白化致死变体中克隆的新基因WLP2, 该基因编码类果糖激酶1（OsFLN1），调控叶绿体的发育与光合速率。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种调控叶绿体发育与光合速率的蛋白质，该蛋白质具有SEQ ID No.2所示的氨基酸序列，且由基因WLP2编码。

作为本发明的蛋白质的改进：氨基酸序列还包括在SEQ ID NO.2所示的氨基酸序列中添加、取代、插入和缺失一个或多个氨基酸生成的衍生物。

本发明还同时提供编码上述蛋白质的基因，该基因具有SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列，该基因cDNA具有SEQ ID NO.3所示的核苷酸序列。

作为本发明的基因的改进：核苷酸序列还包括在SEQ ID NO.1所示的核苷酸序列中添加、取代、插入和缺失一个或多个核苷酸生成的突变体、等位基因和衍生物。

本发明还同时提供了上述基因的用途：用于构建转基因水稻。

本发明还同时提供了一种转基因植物细胞，为包含本发明所述基因的转基因植物细胞。

本发明的另一个目的是提供一种用WLP2基因进行高效的植物转化方法，具体地说，本发明提供了具有SEQ ID NO.1所示的序列片段载体。

本发明的具体实施步骤如下：

一、水稻白叶白穗突变体（wlp2）的生理学和细胞形态学分析

突变体wlp2存在两个等位突变（wlp2s，wlp2w），在限制性温度32℃条件下，突变体wlp2s和wlp2w叶片在2，3叶期均表现为白化，且最终导致整个植株死亡；在低温22℃条件下， 突变体wlp2w表型与野生型一致，wlp2s仍表现为基部叶白化；不同年份田间种植发现抽穗时温度越高突变体白叶白穗现象越严重，甚至导致叶鞘茎干白化、株高矮化。农艺性状考察发现，高温年份突变体wlp2结实率、千粒重、产量比野生型显著下降（图1）。叶绿素含量测定表明，随着温度升高，突变体wlp2s、wlp2w叶绿素含量下降越显著。叶绿体超微结构分析表明，高温条件下wlp2突变体与野生型相比，叶绿体数目变少，体积变小，嗜锇小体明显增多，没有分化出明显的片层结构（图2）；抽穗期净光合速率光合系统II最大电子速率测定分析表明，突变体光合效率显著低于野生型（图3）。

表1.突变植株与正常植株在不同F₂群体中的分离

二、水稻WLP2基因的遗传分析与图位克隆

1.突变体wlp2表型的遗传分析

用突变体wlp2s分别与水稻品种NanJing 11和Peiai 64进行正反交，得到的F1后代均表现为正常绿化，在其自交F2群体中正常植株与突变植株分离比接近3：1（表1），表明此突变体性状由一对隐性核基因控制。

2. WLP2基因的图位克隆

为了分离WLP2基因，本发明首先建立了一个大的多态性好的F2定位群体，由籼稻品种NanJing 11为父本，突变体wlp2s为母本，挂牌收获单株鉴定后代基因型，对获得的F2群体中有表型分离的群体选取其中的隐性个体进行基因定位，利用SSR分子标记对WLP2位点进行初步定位，将其初步定位在第1染色体的长臂上，并介于YS3和YS4两SSR标记之间。 然后通过对两标记之间的BAC序列进行分析，发展了新的标记，最终将WLP2精确定位于Indel标记Indel0和Inde20之间206.5 kb的范围之内（图4）。用基因分析与预测网站，发现该区间有35个开放阅读框，分别扩增测序野生型和wlp2突变体的这些基因，发现wlp2s在LOC_0s01g63220 (ORF21，野生型品种扩增的基因序列为SEQ ID NO.1)第距离起始密码子674bp处碱基G突变为A，导致甘氨酸变为天冬氨酸, 等位突变体wlp2w在第580bp处由碱基C突变为T，导致脯氨酸变为亮氨酸（图4）。LOC_0s01g63220 (ORF21)编码蛋白为类果糖激酶1（OsFLN1），其具有SEQ ID No.2所示的氨基酸序列。

3. WLP2基因功能互补研究

为了证明ORF21（OsFLN1）就是WLP2的目的基因，我们对突变体wlp2s进行了转基因恢复验证实验。转基因恢复验证主要是将野生型WLP2基因全长基因组序列克隆到双元植物转基因载体pCAMBIA1305Ubi:GFP的多克隆位点。通过农杆菌介导的遗传转化系统转化突变体愈伤，经过抗性愈伤诱导进而分化成转基因苗。转化了WLP2基因的突变体（即转基因阳性株系）幼穗颜色复绿，WLP2表达量明显增高, 叶绿素含量明显提高（图4）。转基因恢复试验确证了突变体表型是由WLP2基因 (ORF21, OsFLN1)突变引起的，表明本发明获得了使突变体恢复正常功能的转基因水稻。

三、幼苗期高温处理致死突变体wlp2w在不育系除杂中的应用

在杂交水稻生产中, 由于不育系育性不稳定而造成杂交种子混杂，一直是影响杂种纯度的主要因素之一。三系制种中不育系中会混杂保持系的种子，两系制种过程中不育系受温度的影响而变得可育且自交结实。叶色突变性状通常在苗期表达，可识性较高，通过回交、自交等手段将此类突变性状导入三系或两系的不育系中，可将其作为筛选标记，在苗期就可识别假种并予以剔除，确保良种的纯度及质量(沈圣泉, 舒庆尧 et al. 2004, 赵海军 2004, 李云, 康淮 et al. 2007)。本实验中我们发现wlp2w在正常温度下幼苗期表型为白条纹，但会逐渐转绿，只有在高温条件下才会幼苗致死。利用这一特点，我们期望将不育系和恢复系F1代种子适当高温催芽、练苗，如果是不育系自交杂种会严重白化导致死亡。从而省去了人工去杂的步骤，大大节约劳动力。因此，我们将含有wlp2w基因的突变体材料与本课题组不育系雨03S杂交，然后不断与不育系回交，期待能够育成这种带有叶色标记的新型不育系，目前已回交到第三代。

本发明利用水稻白叶白穗、苗期高温处理致死突变体，通过图位克隆法克隆到了WLP2基因，该基因编码类果糖激酶1，OsFLN1。通过转基因互补实验证明了WLP2基因在调控高温逆境中调控水稻叶绿素合成、叶绿体发育及光合作用等方面的功能。因而本发明能调节水稻叶绿体发育提高水稻光合作用。为该基因的进一步利用打下基础。

附图说明

图1是野生型和突变体不同时期的表型。A-C分别为21天野生型中花11和突变体wlp2s，wlp2w（从左到右）幼苗期不同温度环境处理下的表型；D杭州富阳基地大田种植条件下抽穗期野生型中花11和突变体wlp2s，wlp2w（从左到右）的表型；E, F分别为抽穗期野生型中花11和突变体wlp2s，wlp2w幼穗和基部叶表型。G-L 分别为野生型和突变体主要农艺性状。G株高；H千粒重；I结实率；J单株穗数；K每穗粒数；L每株产量。每个数据重复10次，用Student’s t–test (* P < 0.05; ** P < 0.01)进行显著性差异分析。野生型中花11和突变体材料种植于杭州富阳基地，2013年夏天杭州极端高温天气，突变体产量等农艺性状严重下降。

图2是野生型和突变体不同时期的叶绿素含量测定以及叶绿体超微结构观察。A为4叶期幼苗野生型和突变体叶绿素含量分析。B为抽穗期野生型和突变体幼穗中叶绿素含量分析。C为野生型和突变体wlp2叶绿素积累速率比较。D-F为22℃条件下野生型和两个突变体3叶期第2叶片叶绿体超微结构；G-I为28℃条件下野生型和两个突变体3叶期第2叶片叶绿体超微结构；J-L为32℃条件下野生型和两个突变体3叶期第2叶片叶绿体超微结构；M-O为抽穗期幼穗野生型和两个突变体颖壳叶绿体超微结构。所有数据独立重复3次测定。

图3是抽穗期突变体与野生型田间盛蘖期剑叶主要光合参数。A为盛蘖期野生型和突变体的条件表型。 B为野生型和突变体净光合速率分析。C-D为野生型和突变体光合参数Fv/Fm差异比较。所有数据独立重复3次测定。

图4为WLP2基因的图位克隆与功能互补实验。 A为WLP2基因的精细定位过程。B-D为候选基因突变位置以及基因模型。E-F为突变体wlp2s转基因T₁代苗期以及抽穗期表型。G为GFP抗体western检测转基因阳性植株。H为突变体wlp2s、野生型和转基因T₁代苗期第3叶叶绿体超微结构。I为野生型、突变体和转基因苗期叶片叶绿素含量。

具体实施方式

为了理解本发明，下面以实施例进一步说明本发明，但不限制本发明。

实施例1：WLP2基因的克隆

1．水稻材料

水稻白叶白穗突变体wlp2s、wlp2w由EMS化学诱变方法得到。经过杭州和海南多代自交和选择，突变性状稳定，受环境影响极小，为遗传稳定的品系。原始野生型材料为粳稻品种中花11。

2.电镜观察

分别取22℃、28℃和32℃温度环境条件下苗期植株第三片叶以及大田环境中抽穗期突变体和野生型幼穗颖壳，用解剖刀切成1mm×2mm的小片。利用透射电镜（TEM）观察野生型和突变体的叶绿体超微结构。结果发现34℃温度环境条件下突变体wlp2s、wlp2w叶片中大部分细胞基本没有正常发育的突变体，叶绿体很小，没有正常的类囊体片层结构及基粒； 28℃温度环境条件下突变体wlp2s内细胞结构简单，叶绿体较小，嗜饿小体数量积累增多而且未分化出类囊体片层结构，wlp2w叶片中除了细胞内叶绿体大小比正常偏小，叶绿体内部有较正常的类囊体片层结构，叶绿体中积累少量的嗜饿小体；低温22℃温度环境条件下突变体wlp2s叶肉细胞中叶绿体数量明显少于正常叶肉细胞，但叶绿体结构基本完整，具有正常进行光合作用的场所（图2）。抽穗期野生型和突变体幼穗颖壳进行超微结构差异性分析，发现野生型绿色颖壳中有少些正常发育的叶绿体，而突变体wlp2s内基本看不到正常发育的叶绿体，表型为白色颖壳。wlp2w内部仍然有少部分发育的叶绿体，但类囊体片层结构疏散基粒片层垛叠数有所减少。以上结果初步表明，目的基因突变后造成水稻叶片、幼穗等组织细胞内叶绿体发育紊乱，高温条件下会加剧这种损伤。

3.遗传分析和定位群体

遗传分析确定wlp2s为隐性突变体，选取突变体和Nanjing11进行杂交，F1代自交，单株收种种植F2群体，从有分离的F2群体中选出2348个隐性个体（白叶、白穗）作为定位群体。每株取1克左右的叶片，用来提取总DNA进行基因定位。

4.WLP2基因的初步定位和精细定位

采用水稻微量DNA的快速提取方法从水稻叶片中提取用于基因定位的基因组DNA,该DNA抽提的方法为SDS法(Dellaporta et al. 1983)。取大约100mg水稻叶片剪碎后放入2ml离心管，加入钢珠经液氮冷冻后，在磨样机上粉碎，然后提取DNA,获得的DNA沉淀溶解于400μL超纯水中，每一个PCR反应用1μLDNA样品。

在WLP2基因的初步定位中，用由30个具有突变表型的F2个体进行SSR分析。首先根据公布的粳稻和籼稻创建的分子遗传图谱，选取近似均匀分布于各染色体上的SSR引物进行PCR扩增（反应体系如下）。通过8%的聚丙烯酰胺凝胶（凝胶 配置方法如下）电泳分离，通过检测条带的多态性，将基因初步定位到第1染色体的长臂上，并介于YS3和YS4两SSR标记之间。

PCR反应体系：

8%聚丙烯酰胺凝胶配方：

聚丙烯酰胺凝胶显色液配方：

Na3(BO4)4	0.152
		NaOH	12g
甲醛	3.2ml
		ddH2O	至800ml

注：甲醛是临用前现加，其他三个按相应量提前配好。

进一步发展了新的分子标记，利用2348个F2极端个体进行精细定位，将WLP2精确定位于Indel标记Indel 10和Indel 20之间206.5 kb的范围之内，（图3），通过分析此区段开放阅读框（ORF）推测候选基因并基因测序分析，寻找突变位点。

新开发分子标记引物序列：

Indel10-F (SEQ ID NO.4) 5' TTGATAACAAGTTTGTTTTATGTTTTG 3'；

Indel10-R (SEQ ID NO.5) 5' TTTGATCCCCAGATGAATGA 3'；

Indel14-F (SEQ ID NO.6) 5' TACTGATGCTCTTATAACCACTAGG 3'；

Indel14-R (SEQ ID NO.7) 5' CAGTGGATGTATGAACAAGTGGA 3'；

Indel20-F (SEQ ID NO.8) 5' GCAGTTCCATGCTAGTATTTTCA 3'；

Indel20-R (SEQ ID NO.9) 5' GCTGGAACACTCTTCCCAACT 3'。

5.基因预测和比较分析

根据精细定位的结果，在206.5kb范围内根据RiceGAAS(Rice Automat ed Systrm,http://ricegaas.dna.affrc.go.jp/)和TIGR（http://rice.plantbiology.msu.edu/）的预测，发现该区间有35个开放阅读框。通过对野生型与突变体该区段测序分析发现wlp2s在ORF21第距离起始密码子674bp处碱基G突变为A，等位突变体wlp2w在ORF21第580bp处由碱基C突变为T。故将野生型品种WLP2基因序列为SEQ ID NO.1,命名为WLP2基因，其编码的蛋白质测序得到的核苷酸序列为SEQ ID NO.2，WLP2基因cDNA序列为SEQ ID NO.3。

实施例2：转基因实验

植物转化：

1．载体构建

将WLP2基因的完整基因组序列通过In-fusion重组酶系统（http://bioinfo.clontech.com/infusion/）将其重组到pCAMBIA1305Ubi:GFP表达载体中，首先利用SpeI酶切pCAMBIA1305Ubi:GFP表达载体，使其线性化，在利用引物lv-1F，lv-1R通过PCR扩增野生型基因组DNA,电泳检测切胶回收，利用In-fusion重组酶系统将PCR产物重组到pCAMBIA1305Ubi:GFP表达载体，测序确认没有发生碱基突变，把构建好的载体通过热击的方法转入农杆菌（Agrobacterium tumefaciens）菌株中。

扩增ORF序列的引物序列为：

lv-1F:5’- CAAGGTACCTCCCACCGAAGGAGAGAGCC -3’(SEQ ID NO.10)

lv-1R:5’- CTTACTAGTACCAGTCCGCCAGTCACCAC -3’(SEQ ID NO.11)

2.遗传转化：

（1）转化受体的选择

将突变体wlp2s种子成熟胚诱导愈伤组织，经过诱导培养基增减2周后将胚芽剪下，继续培养1周，挑选生长旺盛的愈伤用作转化的受体。

（2）遗传转化

采用农杆菌介导的遗传转化方法(Hiei et al. 1994),将pCAMBIA1305Ubi:GFP空载体和pCAMBIA1305Ubi:GFP-WLP2载体的EHA105菌株侵染水稻愈伤，在黑暗、25℃条件下共培养3天后，在含有120mg/L G418的筛选培养基上培养。筛选抗性愈伤在含有120mg/L预分化培养基上培养10天左右。将预分化的愈伤转至分化培养基上在光照条件下培养。一个月左右得到抗性转基因植株。对植株进行鉴定和连续的观察，发现转空载体的转基因植株表型与wlp2s相比不发生变化，即剑叶、幼穗仍然表现白化，而阳性转基因植株与野生型表现一致，即wlp2s的突变表型得到了恢复，见图4。

综上所述，SEQ ID No.2为一种高温逆境下调控叶绿体稳定发育的蛋白质序列，该蛋白质具有调控叶绿体发育及光合作用功能。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

SEQUENCE LISTING

<110> 中国水稻研究所

<120> 一种高温逆境下调控叶绿体发育的蛋白质及其基因和应用

<130> 1

<160> 11

<170> PatentIn version 3.3

<210> 1

<211> 1984

<212> DNA

<213> 水稻

<400> 1

atggccatgg cggcctcccc attcctcatc ttgccatcct tattccccaa gcccaccatc 60

ctcgccgcgc gcatccaccc cagcatcttc cgaggccgcc atattcgctg ctccccgaac 120

ggcgccgccg taccggaatc ccctgaaccc gccccacgcc gcgggcgcag gaagtcccca 180

tccccgtcgc cgccgaaggc gaagaccacg aggcgcagga ccaagaagaa tacgcaggag 240

tctgattcag agggcgagga ggagccgccg aagcggcggg gccgtcggac aaggaaatcc 300

aagcaagagg ccgagcagga ggcggcggag aaggaggatg aggtccgggc ggcgagcccc 360

ggaacggagg attcgaagag agcggtccaa gatgaggatg gggaggcgga ggcgacgggg 420

agcgactccg aagacgggga ggattcgccg tacgactggc cgccgctggt gtgctgcttc 480

ggggcgccgc ggtgggagtt cgtcccgacg gtgcgggtgt cggaccggca gatgcacccg 540

gacatatact ccacgtggct gcatctgcag tgggagcctc cggagttcgc gcgcgcgccg 600

gggagcgcgg cgagcaacgt ggccatcgcg ctcaccaggc tcggcggccg cgccgcggtg 660

ctcggcaagg tcggtgacga cgacttcggc cgcgagcttg tgtaccgcat gaactgcgag 720

cgagtgcaga cgcgcgccat caggttcgac gacggcgcgg ccacggccac tgcgcgcatg 780

aaggtcgggt tccgggaccg tgaggacggc agcggcggaa cgaggcttgt ggctgagacg 840

gtgaagagcg ctgccgagga ctccctcagc aaggctgaga tcaatgtgga tgttttgaaa 900

gaggtgagtc ggtgattttg tggtaaatga ttgaaattgg tgacttctgc atactccatt 960

gctgcatttt tatttctcgg caaggatatc caccgctcag ctgcggtaca ttgttgcatt 1020

gaaaaacacc gactctatgt gagtagtgta ctacagagca caattgctta tgtctattca 1080

ttagttcagt tgaacataca atggtgccaa gccaaccagt tttgcagatt aaaaagacaa 1140

acaaatttta ccctgttata tgatgtttat ccttagaaga tgaatttttt atgtgcccgt 1200

gaaagtagat tgtagaccgt cttttcttta tttatgattt gatggaaagc aaaaaaaaat 1260

gaattttaga cctaacgtgc tgtaattgca ggctagagtg ttccatttca attcagaggt 1320

cctattgact ccctcaatgg aaagcacact cttcagagca attgaactgt ccaagaaatt 1380

tggaagtaaa atattctttg atcttaactt gccattgcct ttgtggaggt caagggatga 1440

aacaaaggag ttgataaaca aggcatggaa tgaggctgat attatagagg tgtcaaggga 1500

tgagttggaa ttcctccttg atcacgagta ctatcaatat aagcgtgcca atccacctca 1560

gtattatctg gatggttttc atctaacaag gaactggcca cagtactacc attacacccc 1620

cgaagaaatt gctcccattt ggcatgatgg gataaaactc ttgcttgtga catacggaac 1680

acttaggatc cactactaca cacccaagtt tcatggctgc gtgattggga cggaggatgc 1740

actcataact ccatacacaa ctgaccggac aggttctgga gatgctgttg ttgctgctgc 1800

tattagaaaa ttgacgtctt gtcctgagat gtatgaggac caggatacat tggagaggaa 1860

tctgagattc gctgttgctg ccggaatcat ttcgcaatgg actattggtg ctgtgcgagg 1920

attccctact gagagtgctg cccagaactt gaaggagcaa gtatatgtgc cttctatgtg 1980

gtga 1984

<210> 2

<211> 531

<212> PRT

<213> 水稻

<400> 2

Met Ala Met Ala Ala Ser Pro Phe Leu Ile Leu Pro Ser Leu Phe Pro

1 5 10 15

Lys Pro Thr Ile Leu Ala Ala Arg Ile His Pro Ser Ile Phe Arg Gly

20 25 30

Arg His Ile Arg Cys Ser Pro Asn Gly Ala Ala Val Pro Glu Ser Pro

35 40 45

Glu Pro Ala Pro Arg Arg Gly Arg Arg Lys Ser Pro Ser Pro Ser Pro

50 55 60

Pro Lys Ala Lys Thr Thr Arg Arg Arg Thr Lys Lys Asn Thr Gln Glu

65 70 75 80

Ser Asp Ser Glu Gly Glu Glu Glu Pro Pro Lys Arg Arg Gly Arg Arg

85 90 95

Thr Arg Lys Ser Lys Gln Glu Ala Glu Gln Glu Ala Ala Glu Lys Glu

100 105 110

Asp Glu Val Arg Ala Ala Ser Pro Gly Thr Glu Asp Ser Lys Arg Ala

115 120 125

Val Gln Asp Glu Asp Gly Glu Ala Glu Ala Thr Gly Ser Asp Ser Glu

130 135 140

Asp Gly Glu Asp Ser Pro Tyr Asp Trp Pro Pro Leu Val Cys Cys Phe

145 150 155 160

Gly Ala Pro Arg Trp Glu Phe Val Pro Thr Val Arg Val Ser Asp Arg

165 170 175

Gln Met His Pro Asp Ile Tyr Ser Thr Trp Leu His Leu Gln Trp Glu

180 185 190

Pro Pro Glu Phe Ala Arg Ala Pro Gly Ser Ala Ala Ser Asn Val Ala

195 200 205

Ile Ala Leu Thr Arg Leu Gly Gly Arg Ala Ala Val Leu Gly Lys Val

210 215 220

Gly Asp Asp Asp Phe Gly Arg Glu Leu Val Tyr Arg Met Asn Cys Glu

225 230 235 240

Arg Val Gln Thr Arg Ala Ile Arg Phe Asp Asp Gly Ala Ala Thr Ala

245 250 255

Thr Ala Arg Met Lys Val Gly Phe Arg Asp Arg Glu Asp Gly Ser Gly

260 265 270

Gly Thr Arg Leu Val Ala Glu Thr Val Lys Ser Ala Ala Glu Asp Ser

275 280 285

Leu Ser Lys Ala Glu Ile Asn Val Asp Val Leu Lys Glu Ala Arg Val

290 295 300

Phe His Phe Asn Ser Glu Val Leu Leu Thr Pro Ser Met Glu Ser Thr

305 310 315 320

Leu Phe Arg Ala Ile Glu Leu Ser Lys Lys Phe Gly Ser Lys Ile Phe

325 330 335

Phe Asp Leu Asn Leu Pro Leu Pro Leu Trp Arg Ser Arg Asp Glu Thr

340 345 350

Lys Glu Leu Ile Asn Lys Ala Trp Asn Glu Ala Asp Ile Ile Glu Val

355 360 365

Ser Arg Asp Glu Leu Glu Phe Leu Leu Asp His Glu Tyr Tyr Gln Tyr

370 375 380

Lys Arg Ala Asn Pro Pro Gln Tyr Tyr Leu Asp Gly Phe His Leu Thr

385 390 395 400

Arg Asn Trp Pro Gln Tyr Tyr His Tyr Thr Pro Glu Glu Ile Ala Pro

405 410 415

Ile Trp His Asp Gly Ile Lys Leu Leu Leu Val Thr Tyr Gly Thr Leu

420 425 430

Arg Ile His Tyr Tyr Thr Pro Lys Phe His Gly Cys Val Ile Gly Thr

435 440 445

Glu Asp Ala Leu Ile Thr Pro Tyr Thr Thr Asp Arg Thr Gly Ser Gly

450 455 460

Asp Ala Val Val Ala Ala Ala Ile Arg Lys Leu Thr Ser Cys Pro Glu

465 470 475 480

Met Tyr Glu Asp Gln Asp Thr Leu Glu Arg Asn Leu Arg Phe Ala Val

485 490 495

Ala Ala Gly Ile Ile Ser Gln Trp Thr Ile Gly Ala Val Arg Gly Phe

500 505 510

Pro Thr Glu Ser Ala Ala Gln Asn Leu Lys Glu Gln Val Tyr Val Pro

515 520 525

Ser Met Trp

530

<210> 3

<211> 1596

<212> DNA

<213> 水稻

<400> 3

atggccatgg cggcctcccc attcctcatc ttgccatcct tattccccaa gcccaccatc 60

ctcgccgcgc gcatccaccc cagcatcttc cgaggccgcc atattcgctg ctccccgaac 120

ggcgccgccg taccggaatc ccctgaaccc gccccacgcc gcgggcgcag gaagtcccca 180

tccccgtcgc cgccgaaggc gaagaccacg aggcgcagga ccaagaagaa tacgcaggag 240

tctgattcag agggcgagga ggagccgccg aagcggcggg gccgtcggac aaggaaatcc 300

aagcaagagg ccgagcagga ggcggcggag aaggaggatg aggtccgggc ggcgagcccc 360

ggaacggagg attcgaagag agcggtccaa gatgaggatg gggaggcgga ggcgacgggg 420

agcgactccg aagacgggga ggattcgccg tacgactggc cgccgctggt gtgctgcttc 480

ggggcgccgc ggtgggagtt cgtcccgacg gtgcgggtgt cggaccggca gatgcacccg 540

gacatatact ccacgtggct gcatctgcag tgggagcctc cggagttcgc gcgcgcgccg 600

gggagcgcgg cgagcaacgt ggccatcgcg ctcaccaggc tcggcggccg cgccgcggtg 660

ctcggcaagg tcggtgacga cgacttcggc cgcgagcttg tgtaccgcat gaactgcgag 720

cgagtgcaga cgcgcgccat caggttcgac gacggcgcgg ccacggccac tgcgcgcatg 780

aaggtcgggt tccgggaccg tgaggacggc agcggcggaa cgaggcttgt ggctgagacg 840

gtgaagagcg ctgccgagga ctccctcagc aaggctgaga tcaatgtgga tgttttgaaa 900

gaggctagag tgttccattt caattcagag gtcctattga ctccctcaat ggaaagcaca 960

ctcttcagag caattgaact gtccaagaaa tttggaagta aaatattctt tgatcttaac 1020

ttgccattgc ctttgtggag gtcaagggat gaaacaaagg agttgataaa caaggcatgg 1080

aatgaggctg atattataga ggtgtcaagg gatgagttgg aattcctcct tgatcacgag 1140

tactatcaat ataagcgtgc caatccacct cagtattatc tggatggttt tcatctaaca 1200

aggaactggc cacagtacta ccattacacc cccgaagaaa ttgctcccat ttggcatgat 1260

gggataaaac tcttgcttgt gacatacgga acacttagga tccactacta cacacccaag 1320

tttcatggct gcgtgattgg gacggaggat gcactcataa ctccatacac aactgaccgg 1380

acaggttctg gagatgctgt tgttgctgct gctattagaa aattgacgtc ttgtcctgag 1440

atgtatgagg accaggatac attggagagg aatctgagat tcgctgttgc tgccggaatc 1500

atttcgcaat ggactattgg tgctgtgcga ggattcccta ctgagagtgc tgcccagaac 1560

ttgaaggagc aagtatatgt gccttctatg tggtga 1596

<210> 4

<211> 27

<212> DNA

<213> 人工合成

<400> 4

ttgataacaa gtttgtttta tgttttg 27

<210> 5

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工合成

<400> 5

tttgatcccc agatgaatga 20

<210> 6

<211> 25

<212> DNA

<213> 人工合成

<400> 6

tactgatgct cttataacca ctagg 25

<210> 7

<211> 23

<212> DNA

<213> 人工合成

<400> 7

cagtggatgt atgaacaagt gga 23

<210> 8

<211> 23

<212> DNA

<213> 人工合成

<400> 8

gcagttccat gctagtattt tca 23

<210> 9

<211> 21

<212> DNA

<213> 人工合成

<400> 9

gctggaacac tcttcccaac t 21

<210> 10

<211> 29

<212> DNA

<213> 人工合成

<400> 10

caaggtacct cccaccgaag gagagagcc 29

<210> 11

<211> 29

<212> DNA

<213> 人工合成

<400> 11

cttactagta ccagtccgcc agtcaccac 29

Claims (8)

1.一种高温逆境下调控叶绿体稳定发育的蛋白，其特征在于该蛋白质具有SEQ IDNo.2所示的氨基酸序列。

2.如权利要求1所述的蛋白质，其特征在于所述的氨基酸序列还包括在SEQ ID No.2所示的氨基酸序列中添加、取代、插入或缺失一个或多个氨基酸或其他物种的同源序列而生成的氨基酸序列或衍生物。

3.一种编码如权利要求1所述的蛋白质的基因，其特征在于该基因具有SEQ ID No.1所示的核苷酸序列,该基因的cDNA具有SEQ ID No.3所示的核苷酸序列。

4.如权利要求3所述的基因，其特征在于所述的基因组与cDNA核苷酸序列还包括在SEQID No.1与SEQ ID No.3所示的核苷酸序列中添加、取代，插入或缺失一个或多个核苷酸而生成的突变体、等位基因或衍生物。

5.含有权利要求3或4所述的高温逆境下调控叶绿体稳定发育的蛋白质编码基因在培育叶绿体发育状况变化的转基因植物中的应用。

6.含有权利要求3或4所述的调控叶绿体发育及光合速率的蛋白质编码基因的在培育高光合速率的转基因植物中的应用。

7.一种转基因植物细胞，其特征在于该细胞包含权利要求3或4所述基因。

8.一种转基因植物，其特征在于该植物包含权利要求3或4所述基因。