与植物吸收钾离子的能力相关的蛋白GhKT2及其编码基因和应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种与植物吸收钾离子的能力相关的蛋白GhKT2及其编码基因和应用。本发明提供的蛋白质是如下（a）或（b）：（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钾逆境胁迫相关的、与植物吸收钾离子的能力相关的、与植物发育相关的、由序列1衍生的蛋白质。本发明公开了新蛋白和基因，将所述基因导入植物后，可以明显提高植物耐低钾能力。本发明对于植物新品种，特别是棉花新品种具有重大价值。
【专利说明】与植物吸收钾离子的能力相关的蛋白GhKT2及其编码基因和应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种与植物吸收钾离子的能力相关的蛋白GhKT2及其编码基因和应用。
【背景技术】
[0002]钾是植物生长必需的三大营养元素之一，与酶活性、蛋白质合成、光合作用、油脂合成、气孔运动、离子平衡及抗逆性都密切相关。钾营养缺乏导致植株生长缓慢，植株矮小并且根系发育不良甚至发生腐烂，抗逆性、抗病性降低。
[0003]近年来随着我国高产品种的推广，氮、磷肥施用量的增加以及对农产品品质要求的提高，我国缺钾土壤的范围逐渐扩大。中国耕地中有1/4至1/3的土壤缺钾或严重缺钾，每公顷土壤每年作物带走的钾素较施用的钾肥多60kg，而且这一情况还在不断恶化。此外，我国钾矿资源匮乏，钾肥的进口依存度在70%以上。土壤缺钾及钾肥资源短缺已经成为制约我国、甚至世界农业发展的重要限制因素。因此，提高作物对钾的利用效率是解决上述问题的有效途径。
[0004]棉花是我国重要的经济作物和战略物资，在国民经济中占有重要的地位，20世纪80年代以来，中国已成为世界上最大的棉花生产国，棉花产业在国民经济中具有重要意义。棉花具有生长周期长、生物量大、棉铃钾含量高的生物特性，使其对钾的需求总量很高。然而棉花对土壤中钾素的吸收能力偏低，所以棉花要比其他大田作物对土壤低钾更为敏感。近年来，随着棉花产量水平的逐步提高，以及黄河流域、长江流域棉区转基因抗虫棉种植面积的不断扩大，我国棉花生产中的缺钾现象越来越普遍、缺钾程度越来越严重，成为目前棉花早衰的重要原因之一。`
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种与植物吸收钾离子的能力相关的蛋白GhKT2及其编码基因和应用。
[0006]本发明提供的蛋白质，，获自棉花品种“辽棉17号”，命名为GhKT2蛋白，是如下(a)或(b)或(c)或(d):(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钾逆境胁迫相关的由序列I衍生的蛋白质；(C)将序列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/或添加且与植物吸收钾离子的能力相关的由序列I衍生的蛋白质；(d)将序列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/或添加且与植物发育相关的由序列I衍生的蛋白质。
[0007]为了使(a)中的蛋白质便于纯化，可在由序列表中序列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1所示的标签。
[0008]表1标签的序列[0009]
【权利要求】
1.一种蛋白质,是如下(a)或(b)或(C)或(d): Ca)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钾逆境胁迫相关的由序列I衍生的蛋白质； (C)将序列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/或添加且与植物吸收钾离子的能力相关的由序列I衍生的蛋白质； Cd)将序列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/或添加且与植物发育相关的由序列I衍生的蛋白质。
2.编码权利要求1所述蛋白质的基因。
3.如权利要求2所述的基因，其特征在于:所述基因为如下(I)或(2)或(3)或(4)或(5)或(6)或(7)的DNA分子: (1)序列表中序列2所不的DNA分子； (2)在严格条件下与(I)限定的DNA序列杂交且编码植物耐低钾逆境胁迫相关蛋白的DNA分子； (3)与(I)限定的DNA序列具有90%以上同源性且编码植物耐低钾逆境胁迫相关蛋白的DNA分子； (4)在严格条件下与(I)限定的DNA序列杂交且编码与植物吸收钾离子的能力相关的蛋白的DNA分子； (5)与(I)或限定的DNA序列 具有90%以上同源性且编码与植物吸收钾离子的能力相关的蛋白的DNA分子； (6)在严格条件下与(I)限定的DNA序列杂交且编码植物发育相关蛋白的DNA分子； (7)与(I)限定的DNA序列具有90%以上同源性且编码植物发育相关蛋白的DNA分子。
4.含有权利要求2或3所述基因的表达盒、重组载体、转基因细胞系或重组菌。
5.一种培育转基因植物的方法，是将权利要求2或3所述基因导入目的植物中，得到耐低钾逆境胁迫能力高于所述目的植物的转基因植物。
6.一种培育转基因植物的方法，是将权利要求2或3所述基因导入目的植物中，得到吸收钾离子的能力高于所述目的植物的转基因植物。
7.一种培育转基因植物的方法，是将权利要求2或3所述基因导入目的植物中，得到钾积累量高于所述目的植物的转基因植物。
8.一种培育转基因植物的方法，是将权利要求2或3所述基因导入目的植物中，得到生物量高于所述目的植物的转基因植物。
9.如权利要求5至8中任一所述的方法，其特征在于:权利要求2或3所述基因通过权利要求4所述重组载体导入所述目的植物。
10.如权利要求5至9中任一所述的方法，其特征在于:所述目的植物为双子叶植物或单子叶植物。
【文档编号】C12N1/19GK103554240SQ201310534743
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年11月1日 优先权日:2013年11月1日
【发明者】田晓莉, 徐娟 申请人:中国农业大学