磷吸收相关蛋白ZmPht1;5在调控植物磷吸收中的应用制造技术

本发明专利技术公开了磷吸收相关蛋白ZmPht1；5在调控植物磷吸收中的应用。本发明专利技术所提供的磷吸收量相关蛋白ZmPht1；5为a)或b)或c)：a)氨基酸序列是SEQ ID No.2所示的蛋白质；b)在SEQ ID No.2所示的蛋白质的N端或/和C端连接标签得到的融合蛋白质；c)将SEQ ID No.2所示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/或添加得到的与磷吸收量相关的蛋白质。实验证明，本发明专利技术提供的磷吸收量相关蛋白ZmPht1；5及其编码基因能增加植物的磷吸收量和生物量，提高了植物对低磷的耐受性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物
中磷吸收相关蛋白ZmPhtl ;5在调控植物磷吸收中的应 用。
技术介绍
磷是植物生长发育必需的三大营养元素之一，不仅是核酸、磷脂、ATP等重要化合 物分子的组成成分，而且还参与了包括光合作用、能量代谢、酶活调节、细胞信号传导等多 种重要的生理生化过程。植物主要依靠根系从土壤溶液吸收有效磷（Pi)而获得磷素，由于 土壤中磷的有效性低且扩散速率极慢，磷被认为是植物最难获得的营养元素之一，也是限 制作物产量的一个重要因子。传统农业靠大量施肥来增强土壤的供磷能力并提高作物产 量，然而也带来了一系列问题。首先，磷矿作为不可再生资源，在不断的开采利用中逐渐减 少，并濒临枯竭；其次，作物对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，造成磷肥资源的巨大浪费；第三，影响土壤环境质量，同时引起水体的富营养化， 对生态环境构成威胁。因此，克隆鉴定磷高效吸收利用相关基因，通过转基因培育磷高效作 物品种，具有重要的经济和生态意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是如何增加植物磷吸收。 为解决上述技术问题，本专利技术首先提供了磷吸收相关蛋白及其相关生物材料在调 控植物磷吸收量、调控植物生物量和/或促进植物在低磷条件下对磷的吸收中的应用。 上述应用中，所述磷吸收相关蛋白的名称为ZmPhtl ;5,为如下a)或b)或c)的蛋 白质： a)氨基酸序列是SEQ ID No. 2所示的蛋白质； b)在SEQ ID No. 2所示的蛋白质的N端或/和C端连接标签得到的融合蛋白质； c)将SEQ ID No. 2所示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/或添加得到的与植物磷吸收相关的蛋白质。 其中，SEQ ID No. 2由509个氨基酸残基组成。 为了使a)中的蛋白质便于纯化，可在SEQ ID No. 2所示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。 表1、标签的序列 上述c)中的蛋白质ZmPhtl ;5,所述一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/ 或添加为不超过10个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加。 上述c)中的蛋白质ZmPhtl ;5可人工合成，也可先合成其编码基因，再进行生物表 达得到。 上述c)中的蛋白质ZmPht 1 ;5的编码基因可通过将SEQ ID No. 1所示的DNA序列 中缺失一个或几个氨基酸残基的密码子，和/或进行一个或几个碱基对的错义突变，和/或 在其5'端和/或3'端连上表1所示的标签的编码序列得到。 上述应用中，所述ZmPhtl ;5相关的生物材料，为下述Al)至A20)中的任一种： Al)编码所述ZmPhtl ;5的核酸分子； A2)含有Al)所述核酸分子的表达盒； A3)含有Al)所述核酸分子的重组载体； A4)含有A2)所述表达盒的重组载体； A5)含有Al)所述核酸分子的重组微生物； A6)含有A2)所述表达盒的重组微生物； A7)含有A3)所述重组载体的重组微生物； A8)含有A4)所述重组载体的重组微生物； A9)含有Al)所述核酸分子的转基因植物细胞系； A10)含有A2)所述表达盒的转基因植物细胞系； All)含有A3)所述重组载体的转基因植物细胞系； A12)含有A4)所述重组载体的转基因植物细胞系； A13)含有Al)所述核酸分子的转基因植物组织； A14)含有A2)所述表达盒的转基因植物组织； A15)含有A3)所述重组载体的转基因植物组织； A16)含有A4)所述重组载体的转基因植物组织； A17)含有Al)所述核酸分子的转基因植物器官； A18)含有A2)所述表达盒的转基因植物器官； A19)含有A3)所述重组载体的转基因植物器官； A20)含有A4)所述重组载体的转基因植物器官。 上述应用中，Al)所述核酸分子为如下al)或a2)或a3)所示的基因： al)其编码序列是SEQ ID No. 1的cDNA分子或DNA分子； a2)与1)限定的核苷酸序列具有75%或75%以上同一性，且编码所述ZmPhtl ;5 的cDNA分子或基因组DNA分子； a3)在严格条件下与1)或2)限定的核苷酸序列杂交，且编码所述ZmPhtl ;5的 cDNA分子或基因组DNA分子。 其中，所述核酸分子可以是DNA，如cDNA、基因组DNA或重组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个核苷酸组成，编码SEQ ID No. 2所示的氨基酸序列。 上述调控植物磷吸收量可为增加植物磷吸收量。 上述调控植物生物量可为增加植物生物量。 本专利技术还提供了磷吸收相关蛋白及其相关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应用。 本领域普通技术人员可以很容易地采用已知的方法，例如定向进化和点突变的方 法，对本专利技术的编码ZmPhtl ;5的核苷酸序列进行突变。那些经过人工修饰的，具有与本发 明分离得到的ZmPhtl ;5的核苷酸序列75%或者更高同一性的核苷酸，只要编码ZmPhtl ;5 且具有ZmPhtl ;5功能，均是衍生于本专利技术的核苷酸序列并且等同于本专利技术的序列。 这里使用的术语"同一性"指与天然核酸序列的序列相似性。"同一性"包括与本 专利技术的编码SEQ ID No. 2所示的氨基酸序列组成的蛋白质的核苷酸序列具有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 计算机软件进行评价。使用计算机软件，两个或多个序列之间的同一性可以用百分比（％) 表示，其可以用来评价相关序列之间的同一性。 上述生物材料中，所述严格条件是在2XSSC，0. 1% SDS的溶液中，在68°C下杂交 并洗膜2次，每次5min，又于0. 5XSSC，0. 1% SDS的溶液中，在68°C下杂交并洗膜2次，每 次15min;或，0.1XSSPE(或0.1XSSC)、0.1%SDS的溶液中，65°C条件下杂交并洗膜。 上述75%或75%以上同一性，可为80 %、85%、90%或95%以上的同一性。 上述生物材料中，A2)所述的含有编码ZmPhtl ;5的核酸分子的表达盒（ZmPhtl ; 5基因表达盒），是指能够在宿主细胞中表达ZmPhtl ;5的DNA，该DNA不但可包括启动 ZmPhtl ;5基因转录的启动子，还可包括终止ZmPhtl ;5基因转录的终止子。进一步，所述 表达盒还可包括增强子序列。可用于本专利技术的启动子包括但不限于：组成型启动子，组织、 器官和发育特异的启动子，和诱导型启动子。启动子的例子包括但不限于：花椰菜花叶病 毒的组成型启动子35S :来自西红柿的创伤诱导型启动子，亮氨酸氨基肽酶（"LAP"，Chao 等人（1999)Plant Physiol 120 :979-992);来自烟草的化学诱导型启动子，发病机理相关 I (PRl)(由水杨酸和BTH(苯并噻二唑-7-硫代羟酸S-甲酯）诱导）；西红柿蛋白酶抑制剂 II启动子（PIN2)或LAP启动子（均可用茉莉酮酸甲酯诱导）；热休克启动子（美国专利5， 187,267);四环素诱导型启动子（美国专利5,057,422);种子本文档来自技高网...

【技术保护点】
ZmPht1；5或所述ZmPht1；5相关的生物材料在X1)、X2)和/或X3)中的应用：X1)调控植物磷吸收量；X2)调控植物生物量；X3)促进植物在低磷条件下对磷的吸收；所述ZmPht1；5为a)或b)或c)：a)氨基酸序列是SEQ ID No.2所示的蛋白质；b)在SEQ ID No.2所示的蛋白质的N端或/和C端连接标签得到的融合蛋白质；c)将SEQ ID No.2所示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/或添加得到的与磷吸收相关的蛋白质；所述ZmPht1；5相关的生物材料，为下述A1)至A20)中的任一种：A1)编码所述ZmPht1；5的核酸分子；A2)含有A1)所述核酸分子的表达盒；A3)含有A1)所述核酸分子的重组载体；A4)含有A2)所述表达盒的重组载体；A5)含有A1)所述核酸分子的重组微生物；A6)含有A2)所述表达盒的重组微生物；A7)含有A3)所述重组载体的重组微生物；A8)含有A4)所述重组载体的重组微生物；A9)含有A1)所述核酸分子的转基因植物细胞系；A10)含有A2)所述表达盒的转基因植物细胞系；A11)含有A3)所述重组载体的转基因植物细胞系；A12)含有A4)所述重组载体的转基因植物细胞系；A13)含有A1)所述核酸分子的转基因植物组织；A14)含有A2)所述表达盒的转基因植物组织；A15)含有A3)所述重组载体的转基因植物组织；A16)含有A4)所述重组载体的转基因植物组织；A17)含有A1)所述核酸分子的转基因植物器官；A18)含有A2)所述表达盒的转基因植物器官；A19)含有A3)所述重组载体的转基因植物器官；A20)含有A4)所述重组载体的转基因植物器官。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：田秀红，王昆，徐媛媛，赵海铭，赖锦盛，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11