一种酪蛋白激酶1在提升作物籽粒醇溶蛋白含量中

本发明属于基因工程，具体涉及一种酪蛋白激酶1在提升作物籽粒醇溶蛋白含量中的用途。背景技术：1、玉米是一种重要的农作物，在粮食、饲料、工业和生态方面等都具有重要的意义，对人类的生活和经济发展起着重要的作用。玉米作为世界上最重要的谷物之一，也是我国第一大粮食作物，为提升我国玉米产业，提高玉米产量、改善玉米营养品质是必经之路，也是玉米遗传育种长期的奋斗目标。2、随着我国人均收入和生活水平的提高，对品质的要求将会更高，因此玉米生产的主攻方向将进一步提高产量和改善品质。玉米的品质主要取决于籽粒中的蛋白质含量和品质，因其直接关系到玉米的营养价值。玉米籽粒包含胚和胚乳两部分。胚乳通常含大约90％的淀粉和10％的蛋白质，其中蛋白质成分中约70％是醇溶蛋白，它是不可溶的蛋白共生体，缺乏单胃动物营养所必需的氨基酸，特别是赖氨酸。醇溶蛋白为玉米籽粒最主要的储藏蛋白，占总量的60％左右，他们有序地堆积在胚乳细胞粗面内质网内腔，形成直径约1-2μm的蛋白体结构。根据分子量以及序列同源性，醇溶蛋白分为α(19-和22-kda)、β(15-kda)、γ(50-、27-和16-kda)和δ(18-和10-kda)四大类。玉米籽粒中的蛋白含量通常仅有7％-11％，而且与其它作物相比，赖氨酸及其它一些必需氨基酸含量较少，因此，提高玉米籽粒中的蛋白质含量、改善蛋白质品质有着重要的意义。3、酪蛋白激酶(casein kinases，cks)是一类很早发现的丝氨酸/苏氨酸(ser/thr)蛋白激酶，根据其理化性质及在deae-纤维素柱洗脱的顺序被区分为1型和2型(ck1和ck2)。1995年，allende等建议将这两种酪蛋白激酶分别命名为ck1和ck2。4、ck1是最早发现的丝/苏氨酸蛋白激酶之一，也是真核生物中非常保守的多基因家族。ck1以单体形式广泛分布在体内各组织和细胞各种膜区室，与dna修复、代谢调控、有丝分裂和信号传导的调节等过程有关。ck2也是在进化上高度保守的并且在真核细胞中组成型表达的一类丝/苏氨酸蛋白激酶。不同于ck1以单体形式发挥作用，ck2全酶是一个有2个α催化亚单位和2个β调节亚单位组成的四聚体(α2β2)，在生物体中可以识别多达300余种底物，涉及几乎所有生命过程。5、酪蛋白激酶ck1和已知的丝/苏氨酸蛋白激酶一样，都具有类似的二级结构：保守的激酶区位于蛋白的中间区域，其n端是一段短的肽段，激酶区c端是一段较长的无序区。ck1激酶区的晶体结构已被成功解析，即激酶区的n端为多重β折叠形成的前叶，c端为多重α螺旋组成的后叶，前叶和后叶形成的分裂区就是atp和底物的结合位点。连接n端和c端的饺链区展现了分裂的构象，其构象的改变决定了ck1处于活化或非活化状态，也决定了ck1与底物的结合状态。6、植物中关于ck1功能研究相对较少，而已有的研究表明，植物ck1在不同物种中也发挥了重要作用。水稻cki1是第一个被克隆等得到的水稻ck1基因，在植物根的发育，特别是在根的初始发育及细胞伸长过程中有重要作用。ck1可能通过层级磷酸化调节生长素代谢或者生长素、br和aba信号之间的相互关系调控细胞生长。水稻ck1还被报道与植物开花调控相关。slr1是一类在水稻ga信号转导通路中起重要作用的della蛋白，在控制植物矮秤与开花时间等方面起重要作用。slr1的磷酸化是其激活的关键步骤。研究表明，osell，水稻中鉴定的另一个ck1成员，可以特异性磷酸化slr1，从而通过ga信号转导通路调节水稻的生长发育及开花。与在哺乳动物中ck1的功能类似，植物中细胞膜定位的ck1也被发现和细胞膜的生物大分子运输有关。烟草胞间连丝相关蛋白激酶papk(plasmodesma-associatedprotein kinase)，可以特异性磷酸化烟草花叶病毒移动蛋白，mp被磷酸化激活后进而引起病毒对烟草细胞的感染。ckl6(casein kinase like 6)是papk1在拟南芥的同源蛋白，可通过特异性磷酸化微管蛋白调节皮层微管蛋白的组装，进而调控拟南芥细胞的各向异性生长和组织器官形状的形成。但是从整体来说，植物中很多ck1的生物学功能仍不清楚，也未见公开报道ck1具有影响玉米籽粒中醇溶蛋白含量的功能。技术实现思路1、针对现有技术中的上述不足，本发明提供一种酪蛋白激酶1在提升作物籽粒醇溶蛋白含量中的用途，可有效提升玉米籽粒中醇溶蛋白的含量，降低非醇溶蛋白的含量。2、为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：3、酪蛋白激酶1在提升作物籽粒醇溶蛋白含量中的用途。4、进一步地，作物为玉米。5、进一步地，醇溶蛋白包括27-kdγzein蛋白、22-kdαzein蛋白和19-kdαzein蛋白。6、进一步地，酪蛋白激酶1提升醇溶蛋白的含量，降低非醇溶蛋白的含量，提升醇溶蛋白的占比。7、一种过表达载体，包括上述酪蛋白激酶1。8、一种提升作物籽粒中醇溶蛋白含量的制剂，包括上述过表达载体；或9、以促进酪蛋白激酶1表达的成分作为活性成分。10、上述酪蛋白激酶1在玉米种质资源改良、改善玉米品种品质中的用途。11、本发明的有益效果：12、本发明提供了酪蛋白激酶1再玉米籽粒中的新用途，其能够有效提升玉米籽粒中醇溶蛋白的含量，降低非醇溶蛋白的含量，改善玉米籽粒品质，有望将其应用至玉米种质资源改良等方向。技术特征：1.酪蛋白激酶1在提升作物籽粒醇溶蛋白含量中的用途。2.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，所述作物为玉米。3.根据权利要求1或2所述的用途，其特征在于，所述醇溶蛋白包括27-kdγzein蛋白、22-kdαzein蛋白和19-kdαzein蛋白。4.根据权利要求1或2所述的用途，其特征在于，所述酪蛋白激酶1提升醇溶蛋白的含量，降低非醇溶蛋白的含量，提升醇溶蛋白的占比。5.一种过表达载体，其特征在于，包括权利要求1中的酪蛋白激酶1。6.一种提升作物籽粒中醇溶蛋白含量的制剂，其特征在于，包括权利要求5所述的过表达载体；或7.权利要求1中所述的酪蛋白激酶1在玉米种质资源改良、改善玉米品种品质中的用途。技术总结本发明公开了一种酪蛋白激酶1在提升作物籽粒醇溶蛋白含量中的用途，属于基因工程技术领域。酪蛋白激酶1可提升玉米籽粒中醇溶蛋白的含量，降低非醇溶蛋白的含量，提升醇溶蛋白的占比。本发明提供了酪蛋白激酶1在玉米籽粒中的新用途，其能够有效提升玉米籽粒中醇溶蛋白的含量，降低非醇溶蛋白的含量，改善玉米籽粒品质，有望将其应用至玉米种质资源改良等方向。技术研发人员：杨桃,黄云钦,潘静莹受保护的技术使用者：四川农业大学技术研发日：技术公布日：2024/5/12