專利名稱：植物耐低磷脅迫相關的蛋白AtLPT2及其編碼基因與應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及生物技術領域，特別涉及一種來源于擬南芥的調控植物響應低磷脅迫的泛素連接酶蛋白及其編碼基因與應用。
背景技術：
磷是作物生長發(fā)育必需的大量營養(yǎng)元素，我國磷化肥用量已占全世界用量的 30%。過量的化學肥料投入，使我國成為世界上單位化肥投入糧食產(chǎn)出最低的國家之一，化肥成本增長超過糧食增產(chǎn)效益，造成增產(chǎn)不增收，加重了農(nóng)民負擔。我國當季磷肥利用率僅在10% -20%左右。磷化肥的低效利用，使農(nóng)業(yè)面源污染成為水系富營養(yǎng)化、土壤酸化與重金屬污染最重要的因素，嚴重威脅我國生態(tài)安全與可持續(xù)發(fā)展。另外，磷礦是不可再生資源，磷礦在世界范圍內(nèi)瀕臨枯竭，全球低成本的磷肥資源預計到2050年將耗盡。我國耕地土壤70%以上是酸性和石灰性土壤，對磷具強烈化學固定能力，由于長期施用磷肥，土壤中已經(jīng)積累了一個較大的潛在磷庫。由此，大幅度提高作物磷養(yǎng)分利用效率，在少施肥的前提下保持與提高單位面積產(chǎn)量，是事關我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)前途和糧食與生態(tài)環(huán)境安全非常緊迫的重大課題，是我國國民經(jīng)濟全面、協(xié)調、可持續(xù)發(fā)展的重大需求。越來越多的研究也顯示，改變一些關鍵基因的表達能顯著提高作物在中低養(yǎng)分水平下保持較高的產(chǎn)量，不同的種質材料在中低養(yǎng)分水平下也表現(xiàn)出顯著的養(yǎng)分吸收與產(chǎn)量差異。植物高效利用土壤養(yǎng)分雖然是一個復雜的系統(tǒng)，但具有起關鍵作用的遺傳因子。擬南芥(Arabidopsis thaliana)是一種典型的模式植物(其作用與實驗鼠、果蠅等模式生物相當)，已被廣泛應用于植物遺傳學、發(fā)育生物學和分子生物學的研究。擬南芥共有約1. 3億個堿基對，約2. 7萬個基因。擬南芥的大多數(shù)基因在其他植物中都能找到與之同源的基因，有關擬南芥的絕大多數(shù)發(fā)現(xiàn)都能應用于其他植物的研究。以往的研究已經(jīng)證明，對擬南芥的研究將幫助科學家找到提高農(nóng)作物產(chǎn)量的方法。面對農(nóng)作物生產(chǎn)中日益嚴重的土壤低磷脅迫問題，克隆調控植物響應低磷脅迫的AtLPT2基因并對其功能進行研究， 對盡快培育耐低磷作物品種有重要的實踐意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種植物耐低磷脅迫相關的蛋白及其編碼基因與應用。本發(fā)明所提供的植物耐低磷脅迫相關的蛋白，名稱為 AtLPT2 (Arabidopsisthaliana Low Phosphate Tolerant)，來源于哥倫比亞生態(tài)型擬南芥 (Arabidopsisthaliana)，是如下 1)或 2)的蛋白1)序列表中序列2所示的氨基酸序列組成的蛋白質；2)在序列表中序列2的氨基酸序列經(jīng)過取代和/或缺失和/或添加一個或幾個氨基酸且與植物耐低磷脅迫相關的由1)衍生的蛋白質。其中，序列表中的序列2所示的蛋白序列由223個氨基酸殘基組成。在該蛋白質序列中，疏水氨基酸占97個，親水氨基酸占42個，堿性氨基酸(Asp+Glu)占沈個，酸性氨基酸(Arg+Lys)占21個，該蛋白質的分子量為24. 3KD，等電點為5. 69。為了使1)中的AtLPT2分泌到細胞周質或培養(yǎng)基中或使其功能穩(wěn)定，可在由序列表中序列2的氨基酸殘基序列組成的蛋白質的N端連接上信號肽序列，為了 1)中的AtLPT2 便于純化，可在由序列表中序列2的氨基酸殘基序列組成的蛋白質的N端或C端連接上如表1所示的標簽。表1.標簽的序列
權利要求
1.一種蛋白，是如下1)或2)的蛋白1)序列表中序列2所示的氨基酸序列組成的蛋白質；2)將序列表中序列2的氨基酸序列經(jīng)過取代和/或缺失和/或添加一個或幾個氨基酸且與植物耐低磷脅迫相關的由1)衍生的蛋白質。
2.權利要求1所述蛋白的編碼基因。
3.根據(jù)權利要求2所述的編碼基因，其特征在于所述基因是如下1)-3)中任一所述的基因1)編碼序列如序列表中序列1所示；2)在高嚴謹條件下與序列表中序列1所示的基因雜交且編碼權利要求1所述蛋白的基因；3)與序列表中序列1所示的基因具有90%以上的同源性且編碼權利要求1所述蛋白的基因。
4.根據(jù)權利要求3所述的編碼基因，其特征在于所述基因2)或3)的核苷酸序列如序列表中序列3所示。
5.含有權利要求2-4中任一所述基因的轉基因細胞系、重組菌或表達盒。
6.含有權利要求2-4中任一所述基因的重組載體。
7.根據(jù)權利要求6所述的重組載體，其特征在于所述重組載體的構建方法如下是將權利要求2-4中任一所述的基因插入pCAMBIA1300 =Super載體的)(bal和KpnI酶切位點之間構成的重組表達載體；所述pCAMBIA1300:Super載體的是將核苷酸序列如序列表中序列4的自5’端第 113-1112位所示的Super啟動子插入pCAMBIA1300質粒的HindIII和)(bal酶切位點之間構成的載體。
8.一種培育耐低磷脅迫性提高的轉基因植物的方法，是將權利要求2-4中任一所述的基因導入目的植物，得到的耐低磷脅迫性能高于所述目的植物的轉基因植物。
9.根據(jù)權利要求8所述的方法，其特征在于權利要求2-4中任一所述的基因是通過權利要求6或7所述的重組載體導入目的植物中。
10.根據(jù)權利要求8或9所述的方法，其特征在于所述目的植物為雙子葉植物或單子葉植物；所述雙子葉植物優(yōu)選為擬南芥。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種植物耐低磷脅迫相關的蛋白AtLPT2及其編碼基因與應用。本發(fā)明提供的蛋白是如下1)或2)的蛋白1)序列表中序列2所示的氨基酸序列組成的蛋白質；2)在序列表中序列2的氨基酸序列經(jīng)過取代和/或缺失和/或添加一個或幾個氨基酸且植物響應低磷脅迫的由1)衍生的蛋白質。將上述植物蛋白的編碼基因導入目的植物，得到的耐低磷脅迫性能提高的轉基因植物。本發(fā)明的方法可用于培育耐低磷的植物新品種。本發(fā)明的基因對培育耐低磷新品種，以及植物對低磷耐受的研究具有重要意義。
文檔編號C12N1/21GK102234328SQ20101016443
公開日2011年11月9日 申請日期2010年4月29日 優(yōu)先權日2010年4月29日
發(fā)明者武維華, 段軍葉, 王慧, 陳益芳 申請人:中國農(nóng)業(yè)大學