磷吸收相關蛋白ZmPht1;5在調控植物磷吸收中的應用制造技術

本發明專利技術公開了磷吸收相關蛋白ZmPht1；5在調控植物磷吸收中的應用。本發明專利技術所提供的磷吸收量相關蛋白ZmPht1；5為a)或b)或c)：a)氨基酸序列是SEQ?ID?No.2所示的蛋白質；b)在SEQ?ID?No.2所示的蛋白質的N端或/和C端連接標簽得到的融合蛋白質；c)將SEQ?ID?No.2所示的氨基酸序列經過一個或幾個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加得到的與磷吸收量相關的蛋白質。實驗證明，本發明專利技術提供的磷吸收量相關蛋白ZmPht1；5及其編碼基因能增加植物的磷吸收量和生物量，提高了植物對低磷的耐受性。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及生物
中磷吸收相關蛋白ZmPhtl ;5在調控植物磷吸收中的應 用。
技術介紹
磷是植物生長發育必需的三大營養元素之一，不僅是核酸、磷脂、ATP等重要化合 物分子的組成成分，而且還參與了包括光合作用、能量代謝、酶活調節、細胞信號傳導等多 種重要的生理生化過程。植物主要依靠根系從土壤溶液吸收有效磷（Pi)而獲得磷素，由于 土壤中磷的有效性低且擴散速率極慢，磷被認為是植物最難獲得的營養元素之一，也是限 制作物產量的一個重要因子。傳統農業靠大量施肥來增強土壤的供磷能力并提高作物產 量，然而也帶來了一系列問題。首先，磷礦作為不可再生資源，在不斷的開采利用中逐漸減 少，并瀕臨枯竭；其次，作物對施入土壤的磷肥的利用效率低，只有15-25%，大部分在土壤 中被固定，造成磷肥資源的巨大浪費；第三，影響土壤環境質量，同時引起水體的富營養化， 對生態環境構成威脅。因此，克隆鑒定磷高效吸收利用相關基因，通過轉基因培育磷高效作 物品種，具有重要的經濟和生態意義。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是如何增加植物磷吸收。 為解決上述技術問題，本專利技術首先提供了磷吸收相關蛋白及其相關生物材料在調 控植物磷吸收量、調控植物生物量和/或促進植物在低磷條件下對磷的吸收中的應用。 上述應用中，所述磷吸收相關蛋白的名稱為ZmPhtl ;5,為如下a)或b)或c)的蛋 白質： a)氨基酸序列是SEQ ID No. 2所示的蛋白質； b)在SEQ ID No. 2所示的蛋白質的N端或/和C端連接標簽得到的融合蛋白質； c)將SEQ ID No. 2所示的氨基酸序列經過一個或幾個氨基酸殘基的取代和/或缺 失和/或添加得到的與植物磷吸收相關的蛋白質。 其中，SEQ ID No. 2由509個氨基酸殘基組成。 為了使a)中的蛋白質便于純化，可在SEQ ID No. 2所示的蛋白質的氨基末端或羧 基末端連接上如表1所示的標簽。 表1、標簽的序列 上述c)中的蛋白質ZmPhtl ;5,所述一個或幾個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/ 或添加為不超過10個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加。 上述c)中的蛋白質ZmPhtl ;5可人工合成，也可先合成其編碼基因，再進行生物表 達得到。 上述c)中的蛋白質ZmPht 1 ;5的編碼基因可通過將SEQ ID No. 1所示的DNA序列 中缺失一個或幾個氨基酸殘基的密碼子，和/或進行一個或幾個堿基對的錯義突變，和/或 在其5'端和/或3'端連上表1所示的標簽的編碼序列得到。 上述應用中，所述ZmPhtl ;5相關的生物材料，為下述Al)至A20)中的任一種： Al)編碼所述ZmPhtl ;5的核酸分子； A2)含有Al)所述核酸分子的表達盒； A3)含有Al)所述核酸分子的重組載體； A4)含有A2)所述表達盒的重組載體； A5)含有Al)所述核酸分子的重組微生物； A6)含有A2)所述表達盒的重組微生物； A7)含有A3)所述重組載體的重組微生物； A8)含有A4)所述重組載體的重組微生物； A9)含有Al)所述核酸分子的轉基因植物細胞系； A10)含有A2)所述表達盒的轉基因植物細胞系； All)含有A3)所述重組載體的轉基因植物細胞系； A12)含有A4)所述重組載體的轉基因植物細胞系； A13)含有Al)所述核酸分子的轉基因植物組織； A14)含有A2)所述表達盒的轉基因植物組織； A15)含有A3)所述重組載體的轉基因植物組織； A16)含有A4)所述重組載體的轉基因植物組織； A17)含有Al)所述核酸分子的轉基因植物器官； A18)含有A2)所述表達盒的轉基因植物器官； A19)含有A3)所述重組載體的轉基因植物器官； A20)含有A4)所述重組載體的轉基因植物器官。 上述應用中，Al)所述核酸分子為如下al)或a2)或a3)所示的基因： al)其編碼序列是SEQ ID No. 1的cDNA分子或DNA分子； a2)與1)限定的核苷酸序列具有75%或75%以上同一性，且編碼所述ZmPhtl ;5 的cDNA分子或基因組DNA分子； a3)在嚴格條件下與1)或2)限定的核苷酸序列雜交，且編碼所述ZmPhtl ;5的 cDNA分子或基因組DNA分子。 其中，所述核酸分子可以是DNA，如cDNA、基因組DNA或重組DNA ;所述核酸分子也 可以是RNA，如mRNA或hnRNA等。 其中，SEQ ID No. 1由1530個核苷酸組成，編碼SEQ ID No. 2所示的氨基酸序列。 上述調控植物磷吸收量可為增加植物磷吸收量。 上述調控植物生物量可為增加植物生物量。 本專利技術還提供了磷吸收相關蛋白及其相關生物材料在培育磷吸收量增加的、生物 量增加的和/或耐低磷的植物中的應用。 本領域普通技術人員可以很容易地采用已知的方法，例如定向進化和點突變的方 法，對本專利技術的編碼ZmPhtl ;5的核苷酸序列進行突變。那些經過人工修飾的，具有與本發 明分離得到的ZmPhtl ;5的核苷酸序列75%或者更高同一性的核苷酸，只要編碼ZmPhtl ;5 且具有ZmPhtl ;5功能，均是衍生于本專利技術的核苷酸序列并且等同于本專利技術的序列。 這里使用的術語"同一性"指與天然核酸序列的序列相似性。"同一性"包括與本 專利技術的編碼SEQ ID No. 2所示的氨基酸序列組成的蛋白質的核苷酸序列具有75%或更高， 或85%或更高，或90%或更高，或95%或更高同一性的核苷酸序列。同一性可以用肉眼或 計算機軟件進行評價。使用計算機軟件，兩個或多個序列之間的同一性可以用百分比（％) 表示，其可以用來評價相關序列之間的同一性。 上述生物材料中，所述嚴格條件是在2XSSC，0. 1% SDS的溶液中，在68°C下雜交 并洗膜2次，每次5min，又于0. 5XSSC，0. 1% SDS的溶液中，在68°C下雜交并洗膜2次，每 次15min;或，0.1XSSPE(或0.1XSSC)、0.1%SDS的溶液中，65°C條件下雜交并洗膜。 上述75%或75%以上同一性，可為80 %、85%、90%或95%以上的同一性。 上述生物材料中，A2)所述的含有編碼ZmPhtl ;5的核酸分子的表達盒（ZmPhtl ; 5基因表達盒），是指能夠在宿主細胞中表達ZmPhtl ;5的DNA，該DNA不但可包括啟動 ZmPhtl ;5基因轉錄的啟動子，還可包括終止ZmPhtl ;5基因轉錄的終止子。進一步，所述 表達盒還可包括增強子序列。可用于本專利技術的啟動子包括但不限于：組成型啟動子，組織、 器官和發育特異的啟動子，和誘導型啟動子。啟動子的例子包括但不限于：花椰菜花葉病 毒的組成型啟動子35S :來自西紅柿的創傷誘導型啟動子，亮氨酸氨基肽酶（"LAP"，Chao 等人（1999)Plant Physiol 120 :979-992);來自煙草的化學誘導型啟動子，發病機理相關 I (PRl)(由水楊酸和BTH(苯并噻二唑-7-硫代羥酸S-甲酯）誘導）；西紅柿蛋白酶抑制劑 II啟動子（PIN2)或LAP啟動子（均可用茉莉酮酸甲酯誘導）；熱休克啟動子（美國專利5， 187,267);四環素誘導型啟動子（美國專利5,057,422);種子本文檔來自技高網...

【技術保護點】
ZmPht1；5或所述ZmPht1；5相關的生物材料在X1)、X2)和/或X3)中的應用：X1)調控植物磷吸收量；X2)調控植物生物量；X3)促進植物在低磷條件下對磷的吸收；所述ZmPht1；5為a)或b)或c)：a)氨基酸序列是SEQ?ID?No.2所示的蛋白質；b)在SEQ?ID?No.2所示的蛋白質的N端或/和C端連接標簽得到的融合蛋白質；c)將SEQ?ID?No.2所示的氨基酸序列經過一個或幾個氨基酸殘基的取代和/或缺失和/或添加得到的與磷吸收相關的蛋白質；所述ZmPht1；5相關的生物材料，為下述A1)至A20)中的任一種：A1)編碼所述ZmPht1；5的核酸分子；A2)含有A1)所述核酸分子的表達盒；A3)含有A1)所述核酸分子的重組載體；A4)含有A2)所述表達盒的重組載體；A5)含有A1)所述核酸分子的重組微生物；A6)含有A2)所述表達盒的重組微生物；A7)含有A3)所述重組載體的重組微生物；A8)含有A4)所述重組載體的重組微生物；A9)含有A1)所述核酸分子的轉基因植物細胞系；A10)含有A2)所述表達盒的轉基因植物細胞系；A11)含有A3)所述重組載體的轉基因植物細胞系；A12)含有A4)所述重組載體的轉基因植物細胞系；A13)含有A1)所述核酸分子的轉基因植物組織；A14)含有A2)所述表達盒的轉基因植物組織；A15)含有A3)所述重組載體的轉基因植物組織；A16)含有A4)所述重組載體的轉基因植物組織；A17)含有A1)所述核酸分子的轉基因植物器官；A18)含有A2)所述表達盒的轉基因植物器官；A19)含有A3)所述重組載體的轉基因植物器官；A20)含有A4)所述重組載體的轉基因植物器官。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：田秀紅，王昆，徐媛媛，趙海銘，賴錦盛，
申請(專利權)人：中國農業大學，
類型：發明
國別省市：北京;11