专利名称：植物耐低磷胁迫相关的蛋白AtLPT2及其编码基因与应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及生物技术领域，特别涉及一种来源于拟南芥的调控植物响应低磷胁迫的泛素连接酶蛋白及其编码基因与应用。
背景技术：
磷是作物生长发育必需的大量营养元素，我国磷化肥用量已占全世界用量的 30%。过量的化学肥料投入，使我国成为世界上单位化肥投入粮食产出最低的国家之一，化肥成本增长超过粮食增产效益，造成增产不增收，加重了农民负担。我国当季磷肥利用率仅在10% -20%左右。磷化肥的低效利用，使农业面源污染成为水系富营养化、土壤酸化与重金属污染最重要的因素，严重威胁我国生态安全与可持续发展。另外，磷矿是不可再生资源，磷矿在世界范围内濒临枯竭，全球低成本的磷肥资源预计到2050年将耗尽。我国耕地土壤70%以上是酸性和石灰性土壤，对磷具强烈化学固定能力，由于长期施用磷肥，土壤中已经积累了一个较大的潜在磷库。由此，大幅度提高作物磷养分利用效率，在少施肥的前提下保持与提高单位面积产量，是事关我国农业产业前途和粮食与生态环境安全非常紧迫的重大课题，是我国国民经济全面、协调、可持续发展的重大需求。越来越多的研究也显示，改变一些关键基因的表达能显著提高作物在中低养分水平下保持较高的产量，不同的种质材料在中低养分水平下也表现出显著的养分吸收与产量差异。植物高效利用土壤养分虽然是一个复杂的系统，但具有起关键作用的遗传因子。拟南芥(Arabidopsis thaliana)是一种典型的模式植物(其作用与实验鼠、果蝇等模式生物相当)，已被广泛应用于植物遗传学、发育生物学和分子生物学的研究。拟南芥共有约1. 3亿个碱基对，约2. 7万个基因。拟南芥的大多数基因在其他植物中都能找到与之同源的基因，有关拟南芥的绝大多数发现都能应用于其他植物的研究。以往的研究已经证明，对拟南芥的研究将帮助科学家找到提高农作物产量的方法。面对农作物生产中日益严重的土壤低磷胁迫问题，克隆调控植物响应低磷胁迫的AtLPT2基因并对其功能进行研究， 对尽快培育耐低磷作物品种有重要的实践意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种植物耐低磷胁迫相关的蛋白及其编码基因与应用。本发明所提供的植物耐低磷胁迫相关的蛋白，名称为 AtLPT2 (Arabidopsisthaliana Low Phosphate Tolerant)，来源于哥伦比亚生态型拟南芥 (Arabidopsisthaliana)，是如下 1)或 2)的蛋白1)序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；2)在序列表中序列2的氨基酸序列经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸且与植物耐低磷胁迫相关的由1)衍生的蛋白质。其中，序列表中的序列2所示的蛋白序列由223个氨基酸残基组成。在该蛋白质序列中，疏水氨基酸占97个，亲水氨基酸占42个，碱性氨基酸(Asp+Glu)占沈个，酸性氨基酸(Arg+Lys)占21个，该蛋白质的分子量为24. 3KD，等电点为5. 69。为了使1)中的AtLPT2分泌到细胞周质或培养基中或使其功能稳定，可在由序列表中序列2的氨基酸残基序列组成的蛋白质的N端连接上信号肽序列，为了 1)中的AtLPT2 便于纯化，可在由序列表中序列2的氨基酸残基序列组成的蛋白质的N端或C端连接上如表1所示的标签。表1.标签的序列
权利要求
1.一种蛋白，是如下1)或2)的蛋白1)序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；2)将序列表中序列2的氨基酸序列经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸且与植物耐低磷胁迫相关的由1)衍生的蛋白质。
2.权利要求1所述蛋白的编码基因。
3.根据权利要求2所述的编码基因，其特征在于所述基因是如下1)-3)中任一所述的基因1)编码序列如序列表中序列1所示；2)在高严谨条件下与序列表中序列1所示的基因杂交且编码权利要求1所述蛋白的基因；3)与序列表中序列1所示的基因具有90%以上的同源性且编码权利要求1所述蛋白的基因。
4.根据权利要求3所述的编码基因，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.含有权利要求2-4中任一所述基因的转基因细胞系、重组菌或表达盒。
6.含有权利要求2-4中任一所述基因的重组载体。
7.根据权利要求6所述的重组载体，其特征在于所述重组载体的构建方法如下是将权利要求2-4中任一所述的基因插入pCAMBIA1300 =Super载体的)(bal和KpnI酶切位点之间构成的重组表达载体；所述pCAMBIA1300:Super载体的是将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启动子插入pCAMBIA1300质粒的HindIII和)(bal酶切位点之间构成的载体。
8.一种培育耐低磷胁迫性提高的转基因植物的方法，是将权利要求2-4中任一所述的基因导入目的植物，得到的耐低磷胁迫性能高于所述目的植物的转基因植物。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于权利要求2-4中任一所述的基因是通过权利要求6或7所述的重组载体导入目的植物中。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于所述目的植物为双子叶植物或单子叶植物；所述双子叶植物优选为拟南芥。
全文摘要
本发明公开了一种植物耐低磷胁迫相关的蛋白AtLPT2及其编码基因与应用。本发明提供的蛋白是如下1)或2)的蛋白1)序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；2)在序列表中序列2的氨基酸序列经过取代和/或缺失和/或添加一个或几个氨基酸且植物响应低磷胁迫的由1)衍生的蛋白质。将上述植物蛋白的编码基因导入目的植物，得到的耐低磷胁迫性能提高的转基因植物。本发明的方法可用于培育耐低磷的植物新品种。本发明的基因对培育耐低磷新品种，以及植物对低磷耐受的研究具有重要意义。
文档编号C12N1/21GK102234328SQ20101016443
公开日2011年11月9日 申请日期2010年4月29日 优先权日2010年4月29日
发明者武维华, 段军叶, 王慧, 陈益芳 申请人:中国农业大学