专利名称：植物耐低氮胁迫相关蛋白GmDUF-CBS及其编码基因与应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种植物耐低氮胁迫相关蛋白GmDUF-CBS及其编码基因与应用。
背景技术：
在过去的50年里，世界人口虽然增加了一倍，但世界粮食产量也有显著提高，因此有效地缓解了世界饥饿水平。然而，在今后的50年随着人口的进一步增长，有效地增加粮食产量将成为一个巨大的挑战，主要是受可耕地面积的减少、水资源短缺、全球气候骤变、饮食习惯的改变以及生物燃料的生产会消耗生物量等一系列问题的影响。此外，农民的花费特别是肥料的消费很高，同时化肥的大量使用也造成了很大的环境问题。对许多农作物来说，施加氮肥是单一成本投入最高的，由于其产量是能源密集型的，因此花费由能源价格决定。随着化肥的引入，为了实现提高单位面积产量的目标，把氮肥的应用与经济最佳水平紧密联系。但是，实际上作物实际氮肥利用率是很低的。氮复合物主要有硝态氮和铵态氮两种形式，在土壤中很不稳定，作物可利用的只有30-40%左右，超过60%的氮通过挥发、淋失、脱氮以及微生物分解等途径流失掉了。据估计，氮利用效率每增加1%每年将节省11亿美元。因此，为了减少氮损失，减少环境污染，减少投入成本，发展氮高效的作物品种是关键。营养高效利用不仅可以使植物在低营养条件下生长并增产，降低生产成本和充分利用边际土地资源，而且可以减少因施肥造成的资金投入和环境污染，改良土壤和改善生态环境，保持农业的可持续发展。因此从基因水平上进行探索以提高植物的氮素营养利用率，提高植物对低氮土壤适应性，具有重要的现实意义。发明内容
本发明的目的是提供一种植物耐低氮胁迫相关蛋白GmDUF-CBS及其编码基因与应用。
本发明所提供的与植物耐低氮胁迫相关的蛋白质，来源于大豆(Glycinemax (L.)Merr.),名称为GmDUF-CBS,该蛋白质为如下a)或b)的蛋白质:
a)由序列表中序列I所示的氨基酸序列组成的蛋白质；
b)将序列表中序列I的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物耐低氮胁迫相关的由(a)衍生的蛋白质。
序列表序列I所示的氨基酸序列487个氨基酸残基组成。
为了使上述(a )中的蛋白便于纯化，可在由序列表序列I所示的氨基酸序列组成的蛋白质的氨基末端或羧基末端连接上如表I所示的标签。
表I标签的序列
标签残基序列 Poly-Arg5-6 (通常为 5 个)RRRRR
权利要求
1.一种蛋白质，是如下a)或b)的蛋白质: a)由序列表中序列I所示的氨基酸序列组成的蛋白质； b)将序列表中序列I的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物耐低氮胁迫能力和/或种子产量相关的由(a)衍生的蛋白质。
2.权利 要求1所述蛋白质的编码基因。
所述蛋白质的编码基因具体可为如下I)或2)或3)的基因: 1)其核苷酸序列是序列表中序列2所示的DNA分子； 2)与I)限定的DNA序列至少具有70%、至少具有75%、至少具有80%、至少具有85%、至少具有90%、至少具有95%、至少具有96%、至少具有97%、至少具有98%或至少具有99%同源性且编码权利要求1所述蛋白质的DNA分子； 3)在严格条件下与I)或2)限定的DNA序列杂交且编码权利要求1所述蛋白质的DNA分子。
3.含有权利要求2所述基因的重组载体、表达盒、转基因细胞系、重组菌或重组病毒。
4.根据权利要求3所述的重组载体，其特征在于:所述重组载体是在载体PCXSN的两个Xcm I位点间插入了权利要求2所述基因。
5.权利要求1所述蛋白质及权利要求2所述基因在调控目的植物的耐低氮胁迫能力和/或种子产量中的应用。
6.一种提高目的植物耐低氮胁迫能力和/或种子产量的方法，包括在所述目的植物中导入权利要求2所述基因的步骤。
7.一种培育转基因植物的方法，包括如下步骤:在所述目的植物中导入权利要求2所述基因，得到耐低氮胁迫能力和/或种子产量高于所述目的植物的转基因植物。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于:所述导入是通过权利要求4所述重组载体实现的。
9.根据权利要求5—8中任一所述的应用或方法，其特征在于:所述目的植物为单子叶植物或双子叶植物，所述双子叶植物具体可为拟南芥(Arabidopsis thaliana)。
10.根据权利要求1或5—9中任一所述的应用或方法，其特征在于:所述低氮是指所述目的植物可利用的氮量低于其正常生长发育的需要量； 所述耐低氮胁迫能力与经所述低氮胁迫的植物的种子产量、和/或器官总鲜重、和/或器官总氮量、和/或器官总蛋白量正相关；所述器官为叶和/或茎。
全文摘要
本发明公开了一种植物耐低氮胁迫相关蛋白GmDUF-CBS及其编码基因与应用。该蛋白质GmDUF-CBS来源于大豆(Glycine max(L.)Merr.)，为如下a)或b)的蛋白质a)由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；b)将序列表中序列1的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物耐低氮胁迫和/或种子产量相关的由(a)衍生的蛋白质。实验证明，将含有序列表序列2所示DNA分子的重组表达载体pCXSN-GmDUF-CBS转化拟南芥得到的T3代纯合转基因植株经低氮胁迫培养后，其单株种子产量、叶和主茎的总鲜重、总氮量和总蛋白量均明显高于相同条件下的野生型拟南芥植株。本发明在培育低氮适应性植物方面具有重要意义。
文档编号C12N15/63GK103172718SQ20131006600
公开日2013年6月26日 申请日期2013年3月1日 优先权日2013年3月1日
发明者郝青南, 朱晓玲, 沙爱华, 单志慧, 陈海峰, 陈李淼, 张婵娟, 陈水莲, 张晓娟, 周蓉, 周新安 申请人:中国农业科学院油料作物研究所